硅圓片等離子表面清洗活化提高鍵合強度

文章出處：等離子清洗機廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發表時間：2022-05-26

利用等離子轟擊清洗硅圓片表面，可提高其表面能，實現直接鍵合。在嚴格控制好工藝參數的情況下，用等離子體對硅圓片表面進行活化，能大大的提高鍵合強度，產生極少的空洞或空隙，得到一個較好的鍵合效果。

硅圓片的鍵合技術已很廣泛的用于傳感器和執行器。但硅圓片的預鍵合通常要在1000℃以上的高溫條件下進行退火才能達到較高的粘接強度，而高溫容易引起多方面的問題，如基板結構的不良變化和反應，各材料熱膨脹系數不同引起的鍵合部分應力的增加等等[1]。尤其是已經用于制造器件的硅圓片，高溫條件下硅與其他部分材料的熱不匹配導致較大的熱應力而使器件遭到破壞，或者發生一系列的化學反應而出現缺陷或污染使器件失效。為了解決這些不利的影響，低溫圓片鍵合技術成為了研究重點。

低溫鍵合中鍵合強度的大幅度提高主要由于鍵合前等離子體的表面預處理，并且在低溫鍵合過程中通過調整合適的工藝參數，如表面的預處理時間、偏置電壓的大小、射頻功率、氣體的流動速率等，能避免間隙或空洞的形成。

等離子表面清洗活化原理
等離子表面活化即通常所說的干法表面活化，它主要是利用等離子體的能量與材料表面進行撞擊產生的物理或化學反應過程來實現清洗、蝕刻及表面活化等。如圖1所示為等離子對硅圓片表面活化的結構示意圖，硅圓片在活性等離子的轟擊作用下其表面會產生物理與化學的雙重反應，使被清洗物表面物質變成粒子和氣態物質，經過抽真空排出，而達到清洗污染、活化表面的目的。