使用晶圆级键合技术制备金属微结构

使用金属材料的晶圆级键合技术可以制备半封闭结构的金属矩形微同轴线。基于柔性金属衬底的晶圆级键合技术,制备了金属矩形微同轴结构。通过选择合适的对准标记和键合工艺,实现了≤10 μm的对准误差。通过多个金属矩形微同轴线的微组装,初步展示了使用单层金属矩形微同轴线构建射频开关矩阵单元的能力。

多层硅基模块晶圆级键合腔体的可靠性

晶圆级键合是实现多层硅基模块内部互连的关键工艺,针对硅片在晶圆级键合工艺中的开裂现象,建立了硅基刻蚀腔体在键合工艺中的力学模型,经样件实验验证,该模型可以准确预估腔体的开裂现象。在此基础上设计了硅片键合实验,通过引入硅通孔(TSV)的应力集中因子确定了硅基晶圆级键合的应力失效判据。而后通过参数化仿真系统性探究了硅基刻蚀腔体面积及腔体形状等因素对键合应力的影响规律,并绘制出刻蚀腔体设计可靠范围图。结果表明,硅片键合可靠腔体临界面积约为21 mm^(2),且腔体形状越接近正方形越易开裂。该研究为多层硅基模块刻蚀腔体的可靠性设计提供了参考。

三维互连中光刻及晶圆级键合技术的挑战、趋势和解决方案(英文)

基于它的技术优势三维集成技术正在不断地被应用到新的产品中,也包括被应用到消费电子产品里。同时也对许多工艺提出了新的要求,其中也包括光刻和晶圆级键合。三维集成技术还是需要光刻工艺来完成图形的转换,为此,讨论了三维集成工艺对工艺设备和技术提出的挑战。介绍了SUSS公司与三维技术相关的产品。着重讨论与三维集成工艺相关的光刻和键合工艺。描述了三维集成对它们提出的挑战以及目前已有的解决方案和前景。并介绍一款新的具有0.25μm对准精度的接近接触式光刻机。

毫米波功率合成技术及三维堆叠封装

为了在毫米波段内实现更大的功率输出,提出了一种毫米波功率合成技术及三维堆叠封装。基于MEMS工艺平台,设计了硅基基片集成波导功分器,在33~37 GHz实现了20 W的功率合成;利用晶圆级键合技术,将功分器和功率放大器进行三维堆叠封装,实现小型化和高密度集成,并通过实验验证了毫米波大功率合成以及三维堆叠封装的可行性。

热阻降低39.5%的4英寸金刚石基GaN HEMT工艺

散热问题是制约GaN大功率器件应用的瓶颈,为解决这个问题,研究人员将注意力集中到金刚石上的GaN结构(金刚石基GaN)。研发了一种将4英寸(1英寸=2.54 cm)GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)转移到金刚石上来提高散热效率的工艺技术。首先采用GaN HEMT标准工艺制备GaN器件,然后将衬底进行剥离去除,接着将纳米级粘接层沉积到GaN和多晶金刚石的表面,最后通过4英寸晶圆级键合工艺,将去除衬底的GaN HEMT转移到金刚石上。测试结果显示,转移后的GaN HEMT的热阻较转移前热阻降低了39.5%,6.5 W总耗散功率下GaN HEMT的结温降低了33.77℃。而且,在48 V下对转移后的GaN HEMT进行了测试,结果表明,栅源电压1 V下漏极电流密度为0.93 A/mm,频率3.5 GHz下输出功率密度达到10.45 W/mm,功率附加效率(PAE)为51%,增益为13.9 dB。

一体式石英振梁加速度计工程化研究进展

一体式石英振梁加速度计是一种高精度谐振式MEMS惯性传感器。针对现有石英振梁加速度计存在的体积大、全温及力学环境适应性不足等问题,提出一种基于三层石英结构的一体式石英振梁加速度计的设计方案。通过突破高精度薄梁腐蚀及晶圆级键合两项关键技术,成功研制出加速度计样机。经测试,产品全温稳定性优于0.5mg,振动整流误差优于200μg/g^2(@15.68g rms),可以满足中高精度惯性导航应用需求。后续期望通过原位温度补偿及直接键合等技术进一步提升一体式石英振梁加速度计的全温精度及长期稳定性。

硅基Micro-LED微显示技术研究

硅基Micro-LED微显示技术是将自发光的LED器件与成熟的CMOS硅片结合在一起的技术,是下一代主流显示技术的热点发展方向。本文设计了一种用于Micro-LED微显示的有源驱动电路,并在该电路的基础上,结合晶圆级金金键合、深硅刻蚀、氮化镓ICP刻蚀、金属IBE刻蚀等工艺技术,制作出了硅基Micro-LED微显示器件,并能成功点亮和显示图像。其有望在AR/VR等领域实现产业运用的价值。