基于介质阻挡放电的复合阳极键合机理和工艺设备研究

摘要

阳极键合经过多年的发展,目前已经被广泛应用于微机电系统(MEMS),已成为重要的MEMS封装技术之一。MEMS技术将微机械技术及微电子技术相结合,是一种新兴技术,可以制造出微机电系统。阳极键合技术不仅被大量应用于微机械,微传感器,微型仪表制造等MEMS领域,而且在电真空,航空航天,太阳能电池制造等领域中也有较高的应用价值。当今MEMS和其他各领域的快速发展,也给阳极键合技术提出了新的要求,目前阳极键合的研究方向主要集中在低温阳极键合,和异质材料阳极键合方面。
　　本文针对阳极键合技术中键合质量和键合温度的矛盾,以实现低温阳极键合为目标,提出了基于介质阻挡放电的复合阳极键合方法,可实现低温阳极键合。研究了基于介质阻挡放电的复合阳极键合机理,分析了复合阳极键合的工艺条件,搭建了复合阳极键合实验平台,进行了介质阻挡放电实验,使介质阻挡放电在大气压下呈现出了辉光放电的形式,证明了利用介质阻挡放电实现低温阳极键合是可行的。通过实验,分析了各工艺参数,主要影响参数有:放电电压、频率、放电间隙、键合温度、键合电压。其中键合温度仍然是最主要影响因素。

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第一章 绪 论

1.1 论文研究背景及意义

1.2阳极键合技术的发展现状

1.3本课题研究目标以及研究内容

第二章 复合阳极键合机理分析

2.1 阳极键合原理及过程分析

2.2 耗尽层形成分析

2.3基于介质阻挡放电的等离子体界面活化机理

2.4等离子体对晶片表面的影响

2.5本章小结

第三章 复合键合系统搭建

3.1 系统整体设计

3.2关键部件设计与实现

3.3本章小结

第四章 复合阳极键合工艺实验研究

4.1 复合阳极键合实验系统

4.2 表征方法

4.3 复合阳极键合工艺过程

4.4 等离子放电试验

4.5 介质阻挡放电键合实验

4.6 介质阻挡放电对玻璃表面的影响实验

4.7工艺参数优化

4.8本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间科研成果

致谢