硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。

华北陆块岩石圈减薄作用:热薄化与机械拉伸的数值模拟研究

针对华北陆块岩石圈减薄作用的动力学机制开展了一系列二维定量数值模拟研究。其模拟结果表明,在给定的岩石圈热传导和放射性生热条件下,岩石圈底部地幔热流(mantlethermalflux)的增加能导致岩石圈内热状态的明显改变,导致早古生代以来华北岩石圈厚度的巨大变化,当地幔热流达到35～40mWm-2,华北陆块的岩石圈厚度将减薄至100km以内。单纯的机械拉张同样能导致岩石圈厚度的薄化,但岩石圈厚度的减薄相对有限。即使拉张伸展率达25%,其岩石圈厚度最大减薄至150km。因此通过数值模拟的研究揭示了这样的事实,即华北陆块岩石圈厚度的减薄主要受制于岩石圈内热状态的变化,以热侵蚀的减薄方式为主,机械拉张作用可能对华北陆块岩石圈厚度的减薄作用有一定贡献。

精密U薄膜的制备及表征

采用机械磨抛、表面轮廓仪以及AES分析等方法，制备并表征了精密U薄膜。结果表明，获得了厚度从约50μm深减薄到约10μm厚的U薄膜，该薄膜的表面粗糙度Ra、Rq均低于50nm，但峰谷极差Tir大于100nm。薄膜越薄，Ra，Rq，Tir和厚度不一致性均有所增大，且薄膜的厚度一致性随着取样长度的增加有所减小。对实验结果进行了讨论。

一种玻璃通孔晶片的研磨加工工艺

以玻璃通孔(TGV)晶片在减薄过程中出现的边缘破损问题为研究点,对减薄工艺展开了深入研究。通过优化研磨工艺参数,实现了对覆盖TGV晶片表面的硅层及玻璃层的选择性控制,使研磨后的晶片厚度提升至350μm以上,晶片完好无破损;通过增加磨削过程实现多余硅层的去除,有效避免了研磨过程中晶片与游星轮边缘的重复撞击对晶片造成的损伤。通过采取上述减薄方式,TGV晶片的边缘得到很好的保护,经过抛光验证,TGV晶片的边缘无破裂。分别采用微分干涉显微镜及白光干涉仪对TGV晶片的边缘及表面粗糙度进行观察与测试,结果表明,TGV晶片边缘光滑、平整,无破损,表面粗糙度为4.24 nm,满足后续使用要求。