陈 晨，杨洪星

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

晶片的初始宏观形变对硅-硅直接键合的影响

陈 晨，杨洪星

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

采用建立了硅硅直接键合的简化模型，依据薄板理论分析了键合发生的条件以及原始晶片的曲率与键合后晶片曲率的关系；理论分析认为晶圆键合前有必要根据弯曲变形量来匹配键合晶圆，并通过试验进行了验证。

键合；弯曲变形；翘曲度

晶片直接键合技术是指不需要中间粘附层，将表面平整洁净的晶片对直接粘合在一起，而且粘合强度与晶片体材料断裂强度相近。键合过程依赖于室温下晶片界面的短程分子力的作用达到预键合，然后通过热处理来加强键合的强度.键合工艺在集成新材料方面具有极大的自由度和完整性，目前已广泛应用到微电子、传感器、功率器件、MEMS、光电子器件等领域[1-3]。

晶圆直接键合质量的好坏会对微机械系统的性能产生直接影响，其中键合前后晶圆的宏观变形情况是影响键合质量的主要因素之一[4]。两个接触晶圆表面必须小于一定的弯曲变形才能在室温下发生键合，且键合后晶圆的弯曲变形不能过大。晶圆的形变量越小，表面越平整，克服弹性变形所做的功就越小，晶圆也就越容易键合。不少文献从不同角度讨论了晶片的平整度对键合的影响，Maszara等人考虑了表面形貌对接触点局域应力的影响[5]，Tong等人给出了室温晶片接触界面缝隙封闭的条件[6]，Yu等人用三维应力场解决了同样的问题[7]，国内韩伟华等人讨论了硅片键合平整度条件[8]。……