静电键合力引起硅微结构畸变的研究

硅微机械力敏器件在封装时往往采用硅—玻璃静电键合的方法。但在静电键合时静电力也往往作用于不需要键合的结构部分。并可能引起这些结构的畸变，造成器件特性劣化或破坏。本文分析了静电力的这些影响。

一种硅芯片/玻璃环静电键合的简易装置

随着微机电系统(MEMS)技术的发展,促进了半导体硅压阻式压力传感器低成本和集成化,使其得到了广泛应用;在压阻式压力传感器无应力封装工艺中,硅芯片/PYREX7740玻璃环静电键合起着重要的作用。本文论述了静电键合基本原理,以此研制了适合于大批量生产的静电键合简易装置,实践表明此装置易操作,施加键合静电电压降为160V,键合时间缩短为约2分钟,键合界面具有较大的封接强度和耐高温冲击性,满足了压力传感器制作的无应力封装的需要,具有实用性。

固体电解质(玻璃)与硅的阳极连接机理及界面分析

固体电解质(玻璃)与硅片通过阳极连接可以实现良好键合。采用SEM和EDS对界面结构进行了分析。连接的过程与由耗尽层产生的静电场力有紧密关系,通过建立的模型分析了电场力产生的原因。实验表明:温度、压力、连接时间、表面光洁度、电压是影响连接质量的重要因素,优化连接参数是形成良好连接界面的前提。

MEMS中的静电-热键合技术

在研制压力传感器时,采用静电-热键合相结合的方法,对Si/Au-Class、Si/Au-Glass/Si结构的键合技术进行了研究.硅与淀积有金加热器引线玻璃的封接:先以Si/Glass静电键合方法进行,再400℃退火2h,使Si/Au热键合.用一次充氮真空检漏法对键合形成的绝压腔进行了测试,结果显示:键合界面接合牢固、气密.此技术被用于Si/Au—Glass/Si结构自检测压力传感器的键合封接,经对传感器测试,性能良好,具有自检测功能.

耐高温压阻力敏硅芯片及静电键合工艺

采用微型机械电子系统(MEMS)技术制作出了平膜型硅隔离(SOI)耐高温压阻力敏硅芯片,采用静电键合工艺将该力敏硅芯片封装在硼硅玻璃环上,制作出倒杯式弹性敏感单元.分析了静电键合时力敏硅芯片与玻璃环的对准偏差对力敏硅芯片非线性的影响;实验验证了静电键合工艺对硅芯片温度性能的影响以及制作的耐高温压力传感器的性能.结果表明,对准偏差对硅芯片的非线性有较大影响;静电键合工艺对硅芯片的零位时漂和热零点漂移影响较小;制作的耐高温压力传感器具有优良的性能指标,能满足实际的工程应用需求.

硅与玻璃静电封接机理的研究

本文利用板壳理论,分析在硅与玻璃静电封接时,硅与玻璃界面间的静电力与硅片弯曲应力的关系;推导出封接成功的条件,即界面间距d与电压V,刚度D,挠度ω等的关系,并进行了实验验证。