基于SDB技术的新结构PT型IGBT器件研制

报道了基于 SDB技术的新结构穿通 ( PT)型 IGBT器件的研制 .运用 SDB技术 ,实现了PT型 IGBT器件的 N+ 缓冲层的优化设计 ,也形成了 IGBT器件的正斜角终端结构 .研制出IGBT器件有较好的电击穿特性和关断特性 .

SDB/SOI硅材料顶层硅膜均匀性控制研究

介绍了SDB/SOI(Silicon D irect Bonging/Silicon On Insulator)硅材料顶层硅膜均匀性的控制方法。顶层硅膜均匀性控制不好,会直接影响到IC或者其他元器件参数的一致性,造成器件成品率低,材料浪费大。因此,在制备SOI材料时,必须严格控制材料顶层硅厚度的均匀性和重复性。

硅直接键合(SDB)技术在新型电力电子器件应用中的新进展

综述了硅直接键合(SDB)技术在绝缘栅双极晶体管(IGBT)、静电感应晶闸管(SITH)及MOS控制可关断晶闸管(MTO)等器件中的新应用,说明了SDB技术在新型电力电子器件应用中的新方法和新思路。在此基础上,提出了用SDB技术制作集成门极换流晶闸管(IGCT)和集成门极双晶体管(IGDT)的设想,并给出了相应的工艺方案。

SDB技术及其在传感器中的应用

本文简要介绍了硅片直接键合(SDB)技术和pn结自停止电化学腐蚀减薄新技术以及该技术在传感器中的应用。

衬底硅片质量对SDB工艺的影响研究

硅-硅直接键合技术广泛应用于SOI、MEMS和电力电子器件工艺中,衬底抛光片的质量对键合质量及器件性能起着至关重要的影响。衬底抛光片的质量包含几何尺寸精度及表面状态质量,会影响键合过程中的界面应力,或造成键合界面空洞的产生,从而影响键合质量。

应用SDB技术制造压力传感器

提出了一种由SDB (Silicon-to-silicon Direct Bonding)技术制造压力传感器的方法。叙述了这种方法的优点。例如,完全的IC工艺兼容性,高晶位的性能,固有的低温度系数,以及制造上的现实性。

硅基钽酸锂异质晶圆键合工艺研究

5G移动通信的发展对声表面波滤波器提出了高频、小型化、集成化的要求。相较于传统压电体单晶材料,采用硅基压电单晶薄膜材料制备的声表面波滤波器具有高频、低插入损耗、高温稳定性等优势,是高性能声表面波器件发展的核心基础材料。Smart-Cut^(TM)是制备硅基压电单晶薄膜材料的主要方法,键合工艺是其中的核心工序,键合质量决定了硅基压电单晶薄膜晶圆材料的质量,并影响器件性能。本文通过低温直接键合工艺,对等离子活化、兆声清洗、预键合、键合加固四道工序展开优化,最终实现了键合强度高达1.84 J/m^(2)、键合面积超过99.9%的高质量硅基钽酸锂异质晶圆键合。

车用碳化硅功率模块的电热性能优化与评估

由于在开关速度、温度特性和耐压能力等方面的优势,SiC(silicon carbide)功率模块开始逐步应用于电动汽车的电机控制器。电机控制器是电动汽车的核心部件,对功率模块的电热特性要求较高,因此对SiC封装提出了很大的挑战。以主流的HybridPACK Drive模块封装为例,优化设计了模块的驱动回路和DBC(direct bonded copper)布局,并引入了铜线键合技术,协同优化了模块的电热性能和可靠性。此外,采用响应面法优化了椭圆形Pin-Fin散热基板,提升了模块的散热性能。最后,分别制造了优化前、后的SiC功率模块样机作为对比,搭建了双脉冲和功率对拖实验平台,评估了2种方案的电热性能。实验结果显示,当芯片交错距离为芯片宽度的1/2时,所优化的功率模块可以在兼顾电性能的同时,实现更优异的热性能。

基于硅波导分布布拉格取样光栅的四通道Ⅲ-V/Si激光器阵列

提出了一种波长间隔0.8 nm的四通道Ⅲ-V/Si激光器阵列。在四通道硅波导表面设计了两组分布布拉格取样光栅,分别作为前反射镜和后反射镜,形成Ⅲ-V/Si激光器的谐振腔。优化设计分布布拉格取样光栅的参数,选择四个通道的取样光栅的一阶子光栅对应的波长进行振荡和输出。采用直接晶片键合技术,将图案化的绝缘体上硅晶片和Ⅲ-V外延晶片非集成在一起,实现了Ⅲ-V波导与硅波导的自对准和高效倏逝波耦合。在室温下连续波条件下,制备的四通道Ⅲ-V/Si激光器阵列的硅波导输出功率均大于0.7 mW@60 mA,阈值电流均小于25 mA,激射波长分别为1 569.64 nm、1 570.45 nm、1 571.27 nm和1 572.08 nm,波长间距为0.8 nm±0.2 nm。这种四通道Ⅲ-V/Si激光器阵列经优化后可应用于密集波分复用硅光学系统。

硅片的直接键合

介绍了硅片的直接键合工艺、键合机理。

硅圆片表面活化工艺参数优化研究

利用正交实验,对单晶硅表面活化工艺中重要参数对活化效果的影响进行了研究,并优化了工艺。实验针对RCA活化溶液处理工艺的特点,选择溶液配比、处理时间和温度3个重要因素为研究对象,以30%盐水为测试液,以接触角为指标,评估了这3个因素对活化效果的影响规律。对实验结果的分析表明,在此三因素中,活化温度与活化效果的关系最密切,活化液配比和活化时间的影响依次减弱。根据实验分析的结果,得到优化的工艺。利用此优化工艺进行了硅圆片键合实验,其结果表明此工艺能够实现无明显界面缺陷的直接键合。

硅/硅直接键合的界面应力

硅/硅直接键合技术广泛应用于SOI,MEMS和电力电子器件等领域,键合应力对键合的成功和器件的性能产生很大的影响。键合过程引入的应力主要是室温下两硅片面贴合时表面的起伏引起的弹性应力;高温退火阶段由于两个硅片的热膨胀系数不同引起的热应力和由于界面的本征氧化层或与二氧化硅键合时二氧化硅发生粘滞流动引起的粘滞应力。另外,键合界面的气泡、微粒和带图形的硅片键合都会引入附加的应力。

硅／硅直接键合应力的Raman谱研究

介绍了Ｒａｍａｎ谱测试硅片微区应力的方法．用Ｒａｍａｎ谱研究了硅／硅直接键合工艺引入的应力，测试结果表明，高温键合后，硅片表面存在局部的张应力或压应力．应力值最高达７．５×１０￣３Ｎ／ｃｍ￣２．高温退火，应力略有降低．

高压高速SOI-LIGBT的研制

采用数值模拟分析了双降场层SOI-LIGBT击穿电压与SOI层厚度和隔离SiO2层厚度的关系,分析了阳极短路面积比对器件正向压降、关断时间和正向转折电压的影响,并利用硅直接键合(SDB)技术研制出580V的阳极短路SOI-LIGBT。

硅-硅直接键合的亲水处理及界面电特性

研究了基于亲水处理的微观机理分析和不同清洗剂亲水处理的过程及效果,提出了一种独特的三步亲水处理法。这一方法既能顺利完成室温预键合,又能减少界面上非定形大尺寸SiOx体的生成,避免了界面对电输运的势垒障碍。

Si-Si直接键合的研究及其应用

硅片直接键合技术是一种简单易行的硅片熔合技术,由于该技术不受材料的结构、晶向和点阵参数的影响,因而得到了广泛的应用。介绍了硅片直接键合的方法和键合模型,并简单介绍了硅片直接键合技术的应用。

Si/Si直接键合界面的FTIR和XPS研究

通过新颖的键合方法实现了Si/Si直接键合。采用傅里叶红外透射谱(FTIR)对Si/Si键合界面进行了研究,结果表明,高温退火样品的界面组分为Si和O,无OH和H网络存在。X射线光电子谱(XPS)测试结果进一步表明,界面主要为单质Si和SiOx混合网络,且随着退火温度的升高,界面层Si-Si直接成键的密度也越高。

硅片键合界面的应力研究

本文主要研究硅片直接键合界面结构与应力大小.当抛光硅片直接键合时,界面出现极薄的过渡区,并存在微小的晶向差,但不引起多余应力.当热生长了二氧化硅层的硅片相键合时,界面存在二氧化硅层,并引起张应力,其大小与硅二氧化硅系统应力大小相当.

硅片直接键合杂质分布的模型与模拟

根据键合过程和半导体中杂质扩散的规律建立了硅片直接键合工艺的数学模型 ,得到了键合后硅片中杂质的浓度分布 .并利用MATLAB软件 ,编写了键合工艺模拟程序 ,计算结果与实验进行了比较 .该模型可以为相关器件的研究提供参考 .

硅片直接键合工艺中的热过程

本文介绍了一种利用硅片直接键合(SDB)技术制作Si/Si衬底的方法。从理论上研究了键合过程中的热过程,如键合界面区中氧的扩散和杂质的再分布。利用SDB方法制成了p-n^+二极管,其击穿电压为500V,正向压降略小于0.7V,测得的少子寿命约为7.5μs。