基于等離子活化硅硅鍵合的微模具制備工藝研究.pdf

1、硅硅直接鍵合 SDB(Silicon Direct Bonding)技術(shù)是晶圓鍵合技術(shù)中發(fā)展最迅速的新型微機(jī)械加工技術(shù),在微型傳感器和執(zhí)行器制備中有著越來越廣泛的應(yīng)用。SDB有眾多優(yōu)點(diǎn):兩鍵合硅片的晶向、導(dǎo)電類型、電阻率不受限制;鍵合層沒有中間層,且材料熱膨脹系數(shù)一致,鍵合界面不會因為溫度的變化產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力;能形成各種微結(jié)構(gòu)、行腔及薄膜等。
　　隨著對 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)器件

2、中帶有高性能的復(fù)雜硅微結(jié)構(gòu)的需求越來越大,開發(fā)出適合實(shí)際生產(chǎn)、高效、高精度的硅微模具加工工藝方法就成為 MEMS器件微成形領(lǐng)域的關(guān)鍵問題。非晶合金材料在過冷液態(tài)區(qū)的超塑性成形能力和復(fù)制能力,在當(dāng)前 MEMS及眾多領(lǐng)域展示出極大的應(yīng)用前景,其中,硅微模具是非晶合金成形大批量生產(chǎn) MEMS器件的理想模具。本文利用SDB與深硅刻蝕等技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)行大量的實(shí)驗研究,提出了制備二維及三維硅微模具的工藝技術(shù),具體工作與成果如下:
　　1.系統(tǒng)

3、等離子活化的SDB工藝研究,得到高強(qiáng)度、高鍵合率穩(wěn)定的鍵合體。同時深入研究了鍵合界面產(chǎn)生缺陷的機(jī)理,證明了減少活化時間,能有效降低退火后鍵合界面的過量副產(chǎn)物,得到了無退火空洞的穩(wěn)定鍵合體;
　　2.結(jié)合 SDB與 ICP深硅刻蝕工藝,獲得了良好的二維硅微模具和三層裸片鍵合體,并提出了解決基于多層帶圖形鍵合的三維硅微模具疑難問題的方法。結(jié)合非晶合金的熱超塑成形工藝,使用硅微模具制備出了相應(yīng)的非晶合金微齒輪;
　　3.對鍵合體質(zhì)