MEMS传感器Cu/Sn共晶键合工艺关键技术研究

摘要

针对微机电系统(MEMS)传感器电气互连的需求,开发了一种适用于MEMS器件芯片对基板键合的工艺方法.采用蒸发工艺在MEMS器件圆片上沉积厚度为2μm的Cu薄膜和1.5μm的Sn薄膜,在键合基板沉积2μm厚度的Cu金属层形成键合凸点,之后芯片与键合基板在280℃环境中保持30 s、260℃环境中保持15 min,通过Cu和Sn的互溶扩散工艺完成键合,从而实现电气互连.对键合面强度进行标定,计算剪切强度达4.3 MPa.测量键合区导线电气特性,导电性能良好.同时进行了能谱测试,结果表明符合Cu/Sn键合化合物组成成分,为实现芯片与陶瓷基板电气互连提供了一种新方法.