熔融键合
基本原理:
熔融键合(Fusion Bonding),也称为直接键合,是一种用于将两块相同或不同材料(通常是硅、玻璃等)在高温下直接结合在一起的技术。这种技术在半导体制造和微机电系统(MEMS)制造中具有广泛的应用。
加工能力:
应用:
特色工艺--石英玻璃石英玻璃熔融键合
特色工艺--蓝宝石蓝宝石熔融键合
工艺流程:
1. 表面准备:
清洁:将待键合的两块材料表面进行彻底清洁,以去除任何可能影响键合质量的杂质。
平整化:确保两块材料的表面非常平整和光滑,通常通过抛光和化学机械平坦化(CMP)工艺实现。
2. 初步接触:
对准和接触:将两块材料在室温下对准并轻轻接触,使它们通过范德华力或氢键力形成初步粘附。
3. 加热和加压:
加热:将初步粘附的材料逐渐加热到高温(通常在800°C到1100°C之间),以使材料表面原子获得足够的动能进行扩散。
加压(可选):在某些情况下,可以在加热的同时施加适当的压力,以增强键合效果。
4. 原子扩散和键合:
在高温下,材料表面原子的扩散作用使得两块材料的原子相互结合,形成牢固的化学键。
优点:
高强度结合:由于是通过原子间的化学键合,熔融键合界面具有很高的机械强度。
优良的热稳定性:键合后的界面能够在高温下保持稳定。
高纯度界面:由于不需要中间层,键合界面非常纯净,适用于高纯度要求的器件。
应用:
- 半导体制造:如硅片的键合,用于制造SOI(Silicon On Insulator)晶圆。
- 微机电系统(MEMS):如压力传感器、加速度计等器件的制造。
- 光学器件:如光波导、滤光片的制造。