阳极键合工艺与设备的分析.pdf

：!鬯!}兰垫查叁兰!堕!：皇些堡苎 一—— 文 摘 日前，对MEM$的研究主要还是基于硅材料。MEMS中的微机械加丁T艺主要 肯表面硅加工工艺和体硅加T工艺。表面硅加_T的关键是硅片表面结构层和牺牲 层的制备和腐蚀，以硅(单晶或多晶)薄膜作为机械结构。这种工艺可以利用与 集成电路T艺兼容或相似的平面加丁手段，但它的纵向加工尺寸往往受到限i|jJJ (只自2～5um)。 体硅微加下丁艺主要采j{J湿法、干法腐蚀等手段对硅片进行纵向加T的=维 肌T技术，这种加丁T艺与集成电路平面_T艺兼容性不太好。 键合技术可以将表面加T和体加工有机地结合在一起。键合是指通过化学和 物理作_L}』将硅片与硅片、硅片与玻璃或其它材料紧密地结合起来的方法。硅片键 合往{i与其他手段结合使埘．既可对做结构进行支撑和保护，又可实现机械结构 之间或机械结构与电路之间的电学连接。目前，硅片键合技术主要有金属一硅共 熔泫、硅玻璃阳极键合法、硅一硅直接键合法和玻璃焊料烧缩法等。 阳极键合的具有键合温度低，对器件木身的电学特性影响小。此外结合寸：㈨、 气密倥好、产生蠕变小、稳定性好等优点，且键合设备简单、T艺成本低。冈此 T艺中，硅～玻璃阳极键合应川十分广泛。 在同6H的MEMS 术沦文从理论出发，系统地阐述了阳极键合的原理、电学特性、预处础丁艺 等基础理论，并在此基础上丌展了阳极键合新]?艺研究，蹦线阴极方法实现了快 速高质量的阳极键合。 在做了大量基础研究后，挑战了低温阳极键合这一当前迫切需要解决的难 题。HJ玻璃预极化方法，在220℃的低温下实现了低温阳极键合，而日前，普遍 采川离了注入、离了交换、离予表面化、制作特种玻璃等方法，才能实现这个温 艘的低温阳极键合。 术沦文的最后～章还介绍了阳极键台设备的研制。在硕十沦文期f司，我逊设 uIll的三维对中T作台和高温阳极键合系统，顺 iI、安装、调试完成了精度为3 f沦义期间的阳极键合实验都是在该系统中完成的。 !璺型兰丝查查兰型!：兰些堕塞 AbStract． silicon and MEMS consistofsurface The that process techniques employed silicon silicon bLlIk Insurface silicon process or madeformechanical ofthis structure，the key silicon)is problems polyerystalline r and onsiIicon of sacrifice are and structure etching laye layer processmachining su toI