低温Au-Au键合工艺的研究

Au-Au热压键合工艺在微电子器件的制造与封装中有着广泛的应用。为了提高晶片键合质量,保证器件的稳定性和工作期限。在工艺试验过程中,首先利用超声波湿法清洗方法和氧等离子体处理方法对晶片表面进行处理,随后对晶片进行热压键合,最后利用超声波扫描显微镜来评估晶片的键合质量。实验结果表明,经过表面处理后晶片表面粗糙度降低,有效提高Au-Au热压键合的质量。空洞占键合面的比例由3.09%下降到了1.13%,另外键合界面拉伸强度也会更高,可以达到5.10 MPa。这种金属键合工艺有望在器件封装中获得广泛的应用。

应用于石墨烯MEMS高温压力传感器的气密封装研究

针对石墨烯MEMS高温压力传感器的高气密要求,设计了一种压膜结构压力传感器,并利用Au-Au键合完成压力传感器的封装。键合前,样品表面采用Ar等离子体预处理,随后在N_(2)氛围下,利用倒装焊机在1.6 kN压力、300℃温度下键合30 min完成键合工艺。对键合指标进行表征测试,发现器件的最小剪切强度为10.87 MPa,最大泄漏率为9.88×10^(-4) Pa·cm^(3)/s,均满足GJB 548B-2005的要求。在300℃下高温存储(HTS)10 h后,器件的平均剪切强度和泄漏率变化不大,通过传感器压力静态测试发现石墨烯器件在0~60 MPa压力量程内具备高重复性,证明石墨烯在键合过程和高温存储实验后没有变性。实验结果表明Au-Au键合可以完成石墨烯MEMS高温压力传感器高气密封装。

硅基电感LC滤波器的研究

该文根据微机电系统(MEMS)的相关工艺进行开发并且制成了小型的P频段LC滤波器。该滤波器的制造过程中采用了硅通孔(TSV)的相关技术,并利用双硅片键合的方法加工制作。LC谐振式电路的电感元器件为螺旋型电感且集成于硅片上层,电容元器件使用薄膜型电容且集成于硅片下层。该文选用1种频率为755 MHz,矩形参数不大于1.5的LC滤波器。其仿真模拟计算的结果与规划设计基本一致,证明了硅基立体电感LC滤波器满足设计要求。

基于MEMS工艺的硅基立体电感LC滤波器设计

本文基于MEMS工艺设计并流片一款小型化P波段LC滤波器,该滤波器基于硅通孔(TSV)技术,并采用双层硅片Au-Au键合工艺制作。LC谐振电路的电感元件设计成立体螺旋电感并集成在上层硅片中,电容元件采用SiN薄膜电容并设计在下层硅片上。通过三维电磁场仿真工具对三维电路模型进行仿真设计。文中设计了一款中心频率750MHz,1dB带宽大于400MHz,矩形系数K30/1小于2的硅基立体电感LC滤波器。测试结果与仿真设计吻合度较高,证明文中的硅基立体电感LC滤波器设计方案可行。