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摘要：硅硅直接键合SDB（Sipcon Direct Bonding）技术是晶圆键合技术中进展最迅速的新型微机械加工技术，在微型传感器和执行器制备中有着越来越广泛的运用。SDB有众多优点：两键合硅片的晶向、导电类型、电阻率不受限制；键合层没有中间层，且材料热膨胀系数一致，键合界面不会因为温度的变化产生内应力；能形成各种微结构、行腔及薄膜等。随着对MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）器件中带有高性能的复杂硅微结构的需求越来越大，开发出适合实际生产、高效、高精度的硅微模具加工工艺策略就成为MEMS器件微成形领域的关键不足。非晶合金材料在过冷液态区的超塑性成形能力和复制能力，在当前MEMS及众多领域展示出极大的运用前景，其中，硅微模具是非晶合金成形大批量生产MEMS器件的理想模具。本论文利用SDB与深硅刻蚀等技术相结合，进行大量的实验探讨，提出了制备二维及三维硅微模具的工艺技术，具体工作与成果如下：1.系统等离子活化的SDB工艺探讨，得到高强度、高键合率稳定的键合体。同时深入探讨了键合界面产生缺陷的机理，证明了减少活化时间，能有效降低退火后键合界面的过量副产物，得到了无退火空洞的稳定键合体；2.结合SDB与ICP深硅刻蚀工艺，获得了良好的二维硅微模具和三层裸片键合体，并提出了解决基于多层带图形键合的三维硅微模具疑难不足的策略。结合非晶合金的热超塑成形工艺，利用硅微模具制备出了相应的非晶合金微齿轮；3.对键合体质量检测策略进行了探讨，得到了键合界面键合强度值和清晰的缺陷分布图。利用新的图像处理技术，改善了键合率的计算策略，获得准确的键合率值。关键词：硅硅键合论文等离子活化论文微模具论文深硅刻蚀论文键合率论文
摘要4-5
Abstract5-8
1 绪论8-21
1.1 课题来源8
1.2 硅硅直接键合技术的探讨背景8-12
1.3 低温晶圆直接键合12-14
1.4 直接键合技术的探讨近况及运用14-17
1.5 直接键合制备微模具的探讨背景17-19
1.6 课题作用、探讨内容及论文纲要19-21
2 等离子活化处理工艺探讨21-39
2.1 低温键合表面预处理案例21-28
2.2 等离子表面处理工艺28-31
2.3 对退火空洞的探讨31-37
2.4 本章小结37-39
3 硅微模具制备工艺探讨39-51
3.1 制备硅微模具工艺流程与难点39-41
3.2 相关难点解决案例探讨41-44
3.3 硅微模具制备实验与讨论44-50
3.4 本章小结50-51
4 键合质量检测51-60
4.1 键合强度的测试51-54
4.2 键合片界面缺陷检测54-57
4.3 图形处理计算键合率57-59
4.4 本章小结59-60
5 总结与展望60-61
5.1 全文总结60
5.2 展望60-61
致谢61-62