利用等離子轟擊清洗硅圓片表面，可提高其表面能，實(shí)現(xiàn)直接鍵合。在嚴(yán)格控制好工藝參數(shù)的情況下，用等離子體對(duì)硅圓片表面進(jìn)行活化，能大大的提高鍵合強(qiáng)度，產(chǎn)生極少的空洞或空隙，得到一個(gè)較好的鍵合效果。
硅圓片的鍵合技術(shù)已很廣泛的用于傳感器和執(zhí)行器。但硅圓片的預(yù)鍵合通常要在1000℃以上的高溫條件下進(jìn)行退火才能達(dá)到較高的粘接強(qiáng)度，而高溫容易引起多方面的問(wèn)題，如基板結(jié)構(gòu)的不良變化和反應(yīng)，各材料熱膨脹系數(shù)不同引起的鍵合部分應(yīng)力的增加等等[1]。尤其是已經(jīng)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(dǎo)致較大的熱應(yīng)力而使器件遭到破壞，或者發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)而出現(xiàn)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(shù)成為了研究重點(diǎn)。
低溫鍵合中鍵合強(qiáng)度的大幅度提高主要由于鍵合前等離子體的表面預(yù)處理，并且在低溫鍵合過(guò)程中通過(guò)調(diào)整合適的工藝參數(shù)，如表面的預(yù)處理時(shí)間、偏置電壓的大小、射頻功率、氣體的流動(dòng)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(shuō)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(jìn)行撞擊產(chǎn)生的物理或化學(xué)反應(yīng)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)清洗、蝕刻及表面活化等。如圖1所示為等離子對(duì)硅圓片表面活化的結(jié)構(gòu)示意圖，硅圓片在活性等離子的轟擊作用下其表面會(huì)產(chǎn)生物理與化學(xué)的雙重反應(yīng)，使被清洗物表面物質(zhì)變成粒子和氣態(tài)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)抽真空排出，而達(dá)到清洗污染、活化表面的目的。
硅圓片等離子表面活化用氧氣等離子體對(duì)圓片表面進(jìn)行轟擊，以清除圓片表面的有機(jī)物污染和氧化物等，使圓片表面達(dá)到高度不規(guī)則的多孔結(jié)構(gòu)，能使硅圓片實(shí)現(xiàn)超高的鍵合率。24495