Pyrex玻璃／铝多层阳极键合界面结构与力学分析

采用公共阳极法实现了Pyrex玻璃与铝多层晶片的静电键合,对玻璃/铝/玻璃阳极接合界面的组织结构及其连接机理和力学特征进行了重点研究。分别利用微拉伸测试设备和ANSYS软件分析了连接区的力学性能和残余应力分布特征。分析认为键合区由玻璃-过渡层-铝组成,过渡层为Al2O3-SiO2复合氧化物。玻璃/铝界面的微观组织和元素分布均以铝为对称轴呈对称分布。在玻璃/铝/玻璃多层连接区,键合界面附近的残余应力和应变呈对称分布,多层结构的对称性有利于缓解接头应变和应力,表明应用公共阳极法可实现多层玻璃/铝/玻璃的良好键合。

DM308过渡层对可伐合金与Pyrex玻璃结合机制的影响

通过观察Pyrex玻璃与DM308玻璃化的可伐合金热处理不同时间后玻璃表面和截面形貌,以及对三者界面元素的分析,研究了DM308玻璃过渡层对Pyrex玻璃与可伐合金不匹配结合机制的影响。结果表明在Pyrex玻璃和可伐合金之间引入DM308玻璃,可以解决Pyrex玻璃和可伐合金不匹配结合的问题。热处理时间对玻璃是否开裂影响很大,随着热处理的进行,与可伐合金接触的DM308玻璃的热膨胀系数逐渐减小,必然引起可伐合金与玻璃的热膨胀系数差异增大,从而导致玻璃开裂,因而需要控制热处理时间小于30 min。

Pyrex玻璃的ICP刻蚀技术研究

以SF6/Ar为刻蚀气体,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀Pyrex玻璃,研究气体流量、射频功率对刻蚀速率及刻蚀面粗糙度的影响。采用正交实验方法找出优化的实验参数,得到Pyrex玻璃刻蚀速率为106.8nm/min,表面粗糙度为Ra=5.483nm,实验发现增加自偏压是提高刻蚀速率、减小刻蚀面粗糙度的有效方法。

PYREX玻璃湿法凹槽腐蚀研究

在玻璃上刻蚀凹槽作为腔体,是半导体制造工艺中一个新方法。本文讨论了玻璃湿法腐蚀的工艺方法,通过清洗、涂胶、光刻、腐蚀等工艺的反复实验,分析了涂胶厚度与甩胶速率的关系,腐蚀深度随腐蚀时间的变化情况,并总结出玻璃刻蚀过程中的重要参数和注意事项。

ICP工艺参数对刻蚀Pyrex玻璃影响的实验研究(英文)

影响ICP刻蚀的工艺参数包括反应室压力,偏置射频功率,氩气流量比率。通过正交试验的方法,以CHF3和Ar的混合物作为反应气体,利用电感耦合等离子体技术刻蚀Pyrex玻璃。并采用回归分析方法建立了二次回归方程模型描述腐蚀速率和三个因素之间的关系。实验结果表明,氩气的流量比率(总气体流量(CHF3+Ar)是恒定的)对刻蚀速率的影响最大,影响程度的主次顺序为氩气的流量比率,反应室压力,偏置射频功率。腐蚀速率和三个因素之间的数学表达式为:腐蚀速率=532.680 0+2.055 6×Ar+0.012 7×(偏置射频功率)-0.964 1×压力-0.065 5×Ar2-0.006 7×Ar×(偏置射频功率)+0.021 7×(偏置射频功率)×压力-0.050 4×(压力)2,实验结果证明数学拟合结果良好。

DM308玻璃对改善Pyrex玻璃在可伐合金表面开裂的影响

研究了在可伐合金与Pyrex玻璃之间引入DM308玻璃层对改善Pyrex玻璃在可伐合金表面开裂的影响。结果表明,采用涂覆的方法可以引入约200μm厚的DM308玻璃,而采用加热玻坯的方法可以引入较厚(2 mm)的DM308玻璃。在Pyrex玻璃和可伐合金之间引入DM308玻璃过渡层可以解决Pyrex玻璃开裂的问题,但是引入的DM308玻璃需要一定的厚度(约2 mm),而且在950℃下的热处理时间不得超过30 min。

Pyrex玻璃凹槽刻蚀及槽底粗糙度研究

介绍了用于电容式微传感器的玻璃基底加工方法。目前玻璃刻蚀掩膜层的制作工艺复杂,实验中采用机械掩膜方法,较简单地腐蚀出玻璃凹槽,没有脱膜或钻蚀现象。同时对凹槽底面粗糙度进行了研究,并提出了改善方法,得到粗糙度为(Ra=1.5 nm)的玻璃底面,有利于制作平整的电极。

Pyrex玻璃的湿法深刻蚀及表面布线工艺

高表面质量的pyrex玻璃对提高MEMS器件尤其是光学器件性能至关重要。本文采用TiW/Au+AZ4620厚胶作为多层复合刻蚀掩模,重点研究了玻璃湿法深刻蚀工艺中提高表面质量的方法,并分析了钻蚀和表面粗糙度产生的机理。结果表明,采用TiW/Au+AZA620厚胶的多层掩膜比TiW/Au掩膜能更有效地避免被保护玻璃表面产生针孔缺陷,减轻钻蚀。在纯HF中添加HCl,可以得到更光洁的刻蚀表面,当HF与HCl体积配比为10:1时,玻璃刻蚀面粗糙度由14.1nm减小为2.3nm。利用该工艺,成功实现了pyrex7740玻璃的150μm深刻蚀,保护区域的光学表面未出现钻蚀针孔等缺陷,同时完成了金属引线和对准标记的制作,为基于玻璃材料的MEMS器件制作提供了一种新的加工方法。

Pyrex7740玻璃深刻蚀研究

研究了以TiW/Au为掩膜,在氢氟酸以及氢氟酸加硝酸溶液中Pyrex7740玻璃的湿法深刻蚀现象。实验发现,在氢氟酸中玻璃的刻蚀速率随溶液温度及浓度的升高而升高,室温下纵/横向侧蚀比最小。在氢氟酸中加入少量硝酸后可以提高其刻蚀速率,当硝酸含量为10%时,刻蚀速率可以提高两倍左右。利用上述结果,实现了用一层TiW/Au掩膜制作多种不同深度的玻璃坑槽结构,为玻璃上不同深度沟道制作提供了一种新的方法。

Pyrex 7740玻璃深刻蚀掩模研究

玻璃湿法深刻蚀掩模常采用低压化学气相沉积(LPCVD)多晶硅、Cr/Au金属层+光刻胶等,但往往会在玻璃中引入应力,影响后期应用(如阳极键合),而且Cr/Au金属层价格昂贵。为避免以上缺点,引入了SX AR—PC 5000/40保护胶+WBR2075干膜作为玻璃的刻蚀掩模,在HF︰NH4F,HF︰HCl,HF︰HCl︰NH4F刻蚀溶液中进行了大量实验。实验结果表明:SX AR—PC 5000/40抗腐蚀能力强,且成功实现了对Pyrex 7740玻璃131μm的深刻蚀。整个工艺过程与IC工艺兼容,可以进行圆片级批量加工。实验结果对圆片级封装和其他MEMS器件的制作有一定参考作用。

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。

低碱高硼硅玻璃蒙砂粉的研究

介绍一种适于PYREX型玻璃如 95料、GG - 17号料等低碱高硼硅玻璃蒙砂的玻璃蒙砂粉的研究。

Pyrex7740玻璃通孔湿法腐蚀技术研究

本文研究报道了Pyrex7740玻璃湿法腐蚀通孔技术。将四寸硅玻璃键合圆片的玻璃衬底减薄,并在玻璃上分别制备PECVD SiC、W/Au和PECVD多晶硅三种不同掩膜及其开口,最终利用40%HF腐蚀实现玻璃通孔。整个工艺过程与IC工艺兼容,并可进行圆片级批量加工。观察并研究纵向和横向腐蚀过程和通孔形貌,对比三种不同腐蚀掩膜掩蔽效果。本文研究结果为圆片级密封封装及其它MEMS器件奠定了基础。