一种基于SOI技术的MEMS电容式压力传感器 被引量：6

1

作者 卞玉民 杨拥军 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第5期345-350,共6页

利用绝缘体上硅（SOI）技术研制了一种可以用于飞行高度测量、气象环境监测和医疗等领域的高精度微电子机械系统（MEMS）电容式压力传感器。利用有限元分析软件对传感器敏感结构进行了结构建模、静力和模态仿真分析。敏感结构为敏感电... 利用绝缘体上硅（SOI）技术研制了一种可以用于飞行高度测量、气象环境监测和医疗等领域的高精度微电子机械系统（MEMS）电容式压力传感器。利用有限元分析软件对传感器敏感结构进行了结构建模、静力和模态仿真分析。敏感结构为敏感电容和参考电容差动输出形式,可以有效减小温度漂移和重力误差对压力测量准确度的影响。比较了无岛和有岛两种敏感膜的性能差异。为了提高传感器性能,利用成熟的MEMS加工工艺制作了SOI敏感电容极板,并利用硅-硅键合工艺实现了真空腔体。传感器采用标准塑封封装后,采用高低温压力测量系统进行了性能测试。测试结果表明,传感器量程达到30-120 kPa,非线性0.04%-0.09%,分辨率1 Pa。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 电容式压力传感器 高精度 绝缘体上硅(SOI) 硅-硅键合

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一种硅四层键合的高对称电容式加速度传感器 被引量：6

2

作者 徐玮鹤 车录锋 +2 位作者 李玉芳 熊斌 王跃林 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1620-1624,共5页

提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线... 提出了一种利用体微机械加工技术制作的硅四层键合高对称电容式加速度传感器.采用硅/硅直接键合技术实现中间对称梁质量块结构的制作,然后采用硼硅玻璃软化键合方法完成上、下电极的键合.在完成整体结构圆片级真空封装的同时,通过引线腔结构方便地实现了中间电极的引线.传感器芯片大小为6.8mm×5.6mm×1.68mm,其中敏感质量块尺寸为3.2mm×3.2mm×0.84mm.对封装的传感器性能进行了初步测试,结果表明制作的传感器漏率小于0.1×10-9cm3/s,灵敏度约为6pF/g,品质因子为35,谐振频率为489Hz. 展开更多

关键词 电容式加速度传感器 硅/硅键合 圆片级真空封装

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MEMS压电超声换能器二维阵列的制备方法 被引量：3

3

作者 富迪 陈豪 +2 位作者 杨轶 任天令 刘理天 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第8期523-527,共5页

针对超声换能器阵列中阵元密度难以提升和工艺重复性差等问题,提出了一种基于硅-硅键合技术的MEMS压电超声换能器二维阵列的制备方法,并采用该方法制备了阵元间距小至150μm的密排二维换能器阵列。阵列中每个声学单元均为由上电极、压... 针对超声换能器阵列中阵元密度难以提升和工艺重复性差等问题,提出了一种基于硅-硅键合技术的MEMS压电超声换能器二维阵列的制备方法,并采用该方法制备了阵元间距小至150μm的密排二维换能器阵列。阵列中每个声学单元均为由上电极、压电材料(PZT)层、下电极和支撑层组成的多层膜结构,并通过其弯曲振动模式实现超声波的发射和接收。制备样品的测试结果表明,采用该方法制作MEMS压电超声换能器阵列,具有阵元间距小、工艺流程可靠、成品率高、一致性好、工作频率(2.45MHz)与设计值(2.5MHz)的吻合度高等优点,适用于医学成像等高频超声成像系统。 展开更多

关键词 硅-硅键合 微机电压电超声换能器(pMUT) PZT膜 高频换能器阵列 医学超声成像

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嵌入微流道硅基转接板工艺及散热性能研究 被引量：1

4

作者 朱家昌 周悦 +3 位作者 李奇哲 张振越 王刚 吉勇 《电子产品可靠性与环境试验》 2022年第5期33-39,共7页

针对高密度三维集成微系统的高效散热需求,研究了一种新型嵌入微流道硅基转接板工艺方法及其散热性能。通过硅晶圆上二次深反应离子刻蚀技术和硅-硅低温键合技术,实现微流道侧壁光滑、垂直度好、键合强度高的嵌入微流道硅基转接板的制... 针对高密度三维集成微系统的高效散热需求,研究了一种新型嵌入微流道硅基转接板工艺方法及其散热性能。通过硅晶圆上二次深反应离子刻蚀技术和硅-硅低温键合技术,实现微流道侧壁光滑、垂直度好、键合强度高的嵌入微流道硅基转接板的制作。通过搭建嵌入微流道硅基转接板热特性测试系统,利用热阻测试仪完成电路芯片结温和微流道转接板热阻的测试。结果表明:随着输入电流的不断增加,芯片功率密度升高,芯片结温呈上升趋势;输入电流为0.5A(功率密度为50W/cm^(2))、40mL/min流量通液情况下,芯片结温与室温相当;当输入电流达到2.5A(功率密度达1254W/cm^(2))时,芯片结温为93.5℃,嵌入微流道转接板热阻为0.42℃/W,表现出优异的散热性能。研究结果为高功率高密度三维集成微系统的热管理提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 微流道 转接板 硅-硅键合 结温 热阻

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热激励硅基谐振型压力传感器技术研究 被引量：1

5

作者 张正元 徐世六 +2 位作者 税国华 胡明雨 刘玉奎 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期9-11,15,共4页

提出一种以电阻发热实现梁激励的单梁硅基谐振型压力传感器结构。利用硅/硅键合、减薄抛光和IC工艺技术,开展硅基谐振型压力传感器技术的研究,解决了三维体加工与IC工艺兼容的关键技术问题,成功地研制出热激励硅基谐振型压力传感器样品... 提出一种以电阻发热实现梁激励的单梁硅基谐振型压力传感器结构。利用硅/硅键合、减薄抛光和IC工艺技术,开展硅基谐振型压力传感器技术的研究,解决了三维体加工与IC工艺兼容的关键技术问题,成功地研制出热激励硅基谐振型压力传感器样品。该器件在常压下测试,其品质因子Q值达到1362.5,证实了该谐振型压力传感器结构是可行的。这为研制硅基谐振型压力传感器提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 MEMS 硅基传感器 谐振型压力传感器 硅/硅键合

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用于高压器件的实用硅－硅键合技术 被引量：1

6

作者 刘学如 胡泽 邹修庆 《微电子学》 CAS CSCD 1994年第3期10-12,共3页

本文对硅－硅键合中的关键因素进行了讨论，指出有效的键合必须以良好的原始片平整度、有效的清洗和预键合以及充分的退火处理为基础。在应用方面，对于电阻率为１７Ω·ｃｍ的有源层，得到了耐压大于４００Ｖ的ＶＤＭＯＳ器件。

关键词 硅-硅键合 高压器件 VDMOS

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硅-硅键合晶片在减薄过程中产生的应力及影响 被引量：1

7

作者 杨国渝 冯建 吴建 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期395-396,400,共3页

硅 -硅键合晶片在机械减薄过程中产生的应力使硅片产生弯曲变形 ,这种变形在其后的加工过程中会使图形发生扭曲或位移 ,导致硅片加工中途报废。经过应力消除处理后可以顺利完成加工。

关键词 硅-硅键合 介质隔离 辐射加固

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一种硅基谐振型压力传感器技术研究 被引量：1

8

作者 张正元 徐世六 +2 位作者 税国华 曾莉 刘玉奎 《纳米科技》 2005年第4期21-24,共4页

文章利用硅／硅键合、减薄抛光和IC工艺技术，开展硅基谐振型压力传感器技术研究，解决了三维体加工与IC工艺兼容的关键技术问题，成功地研制出一种硅基谐振型压力传感器样品，在常压下测试其Q值达到400，进一步参数测试还在进行中。

关键词 硅/硅键合 减薄抛光 三维体加工 谐振型压力传感器

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热激励硅基双梁谐振型压力传感器

9

作者 梅勇 张正元 +2 位作者 李健根 李小刚 冯志成 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期890-892,共3页

针对热激励硅基谐振型压力传感器温度漂移严重的问题,提出了一种双梁硅基谐振型压力传感器结构,利用不测试压力的谐振梁感应温度对谐振梁的变化,并与测试压力的谐振梁相减,消除测试压力的谐振梁随温度变化的部分,补偿热激励硅基谐振型... 针对热激励硅基谐振型压力传感器温度漂移严重的问题,提出了一种双梁硅基谐振型压力传感器结构,利用不测试压力的谐振梁感应温度对谐振梁的变化,并与测试压力的谐振梁相减,消除测试压力的谐振梁随温度变化的部分,补偿热激励硅基谐振型压力传感器的温度漂移。通过实验,研制出双梁结构的硅基谐振型压力传感器样品,初步测试结果显示,温度漂移的影响已降低到原来的1/30,大大提高了热激励硅基谐振型压力传感器的测试精度。 展开更多

关键词 压力传感器 谐振梁 硅/硅键合 三维体加工

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硅／硅键合界面缺陷的研究

10

作者 詹娟 刘光廷 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 1993年第1期39-42,共4页

关键词 电力晶体管 硅/硅键合 界面缺陷

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低温直接键合硅片亲水性及其键合效果评价 被引量：3

11

作者 何福林 滕霖 李川 《航空精密制造技术》 2011年第3期40-43,共4页

对硅片进行了不同条件及方式的清洗预处理,使硅片表面获得不同程度的亲水性,利用硅片表面的接触角等研究比较了不同清洗方式对硅片亲水性的影响,并采用红外透视仪及拉伸测试法对键合质量测试比较。试验结果表明RCA1的清洗处理对硅片表... 对硅片进行了不同条件及方式的清洗预处理,使硅片表面获得不同程度的亲水性,利用硅片表面的接触角等研究比较了不同清洗方式对硅片亲水性的影响,并采用红外透视仪及拉伸测试法对键合质量测试比较。试验结果表明RCA1的清洗处理对硅片表面亲水性提高程度较大,等离子体处理能够大幅提高硅片亲水性但要严格控制处理时长,试验结果为实现低温退火条件下的硅-硅直接键合提供了依据。 展开更多

关键词 MEMS 亲水性 接触角 低温硅-硅键合

原文传递

基于湿法与氧自由基活化工艺的低温硅-硅键合技术 被引量：2

12

作者 张林超 李玉玲 +4 位作者 尚瑛琦 宋尔冬 马壮 陈婧 佟春雨 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第3期219-223,共5页

针对传统的低温硅-硅键合技术中,由于等离子体轰击硅片表面而导致硅面损伤、键合面积小、键合强度低等技术难题,通过研究3种不同的活化方式对粗糙度、键合面积、键合强度的影响,从而得出湿法与氧自由基相结合的活化方式是实现低温硅-硅... 针对传统的低温硅-硅键合技术中,由于等离子体轰击硅片表面而导致硅面损伤、键合面积小、键合强度低等技术难题,通过研究3种不同的活化方式对粗糙度、键合面积、键合强度的影响,从而得出湿法与氧自由基相结合的活化方式是实现低温硅-硅键合技术的最佳方式。结果表明,在双同心的环形网状电极间充入一定量的氧气,在直流电压下产生的高能氧自由基在电场作用下通过接地筛网,并以低入射角度到达硅片表面,这种活化处理的方式可以有效保护硅面免受高能粒子的损伤。键合强度可达10 MPa以上,键合面积可达98%,漏率可达1.6×10-10 Pa·cm3/s。这种低温硅-硅键合技术可应用于压力传感器、电容加速度传感器和陀螺仪等器件。 展开更多

关键词 低温硅-硅键合 等离子体 湿法 氧自由基 活化方式

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硅-硅直接键合制造静电感应器件 被引量：5

13

作者 陈新安 刘肃 黄庆安 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2004年第2期92-94,共3页

静电感应器件(StaticInductionDevice,SID)栅源击穿电压VGK不高一直是该类器件研制中存在的一个问题。用SI/SI键合技术代替高阻厚外延工艺,制造出一种不同于外延掩埋栅结构的掩埋栅结构——键合掩埋栅结构,从制造工艺和器件结构上提高了... 静电感应器件(StaticInductionDevice,SID)栅源击穿电压VGK不高一直是该类器件研制中存在的一个问题。用SI/SI键合技术代替高阻厚外延工艺,制造出一种不同于外延掩埋栅结构的掩埋栅结构——键合掩埋栅结构,从制造工艺和器件结构上提高了VGK。通过SITH器件的研制,证明了键合掩埋栅结构能够提高VGK和整个器件的电学性能。 展开更多

关键词 电力半导体器件/静电感应器件 硅-硅直接键合 掩埋栅结构

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一种新型键合工艺的理论和实验研究 被引量：2

14

作者 杨道红 徐晨 +7 位作者 董典红 李兰 吴畯苗 张剑铭 阳启明 金文贤 邹德恕 沈光地 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期423-426,共4页

为了实现在较低超净环境下的硅／硅直接键合,提出了在乙醇的环境中进行硅／硅键合的方法,并建立了合理的物理模型,在常温、常压和低于10万级超净环境下,用普通的国产硅片进行了无水乙醇环境下的硅／硅直接键合实验.键合后进行了拉力强... 为了实现在较低超净环境下的硅／硅直接键合,提出了在乙醇的环境中进行硅／硅键合的方法,并建立了合理的物理模型,在常温、常压和低于10万级超净环境下,用普通的国产硅片进行了无水乙醇环境下的硅／硅直接键合实验.键合后进行了拉力强度测试和SEM观测,发现界面没有孔洞,说明键合质量达到了要求.拉力测试结果表明,其键合强度达到了10MPa,初步验证了该方法的可行性. 展开更多

关键词 微电子机械系统 硅/硅直接键合 乙醇

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一种新型岛膜压力传感器的研究与设计 被引量：1

15

作者 余成昇 展明浩 +3 位作者 胡芳菲 李凌宇 何凯旋 许高斌 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第7期446-451,共6页

设计了一种量程为180 kPa的新型岛膜结构MEMS压阻式压力传感器,通过ANSYS仿真软件,得出了在岛宽为500μm、岛厚为40μm、梁宽为200μm、敏感薄膜厚为15μm的情况下,该结构具有较好的线性度及灵敏度。提出了一种基于两层SOI硅-硅直接键... 设计了一种量程为180 kPa的新型岛膜结构MEMS压阻式压力传感器,通过ANSYS仿真软件,得出了在岛宽为500μm、岛厚为40μm、梁宽为200μm、敏感薄膜厚为15μm的情况下,该结构具有较好的线性度及灵敏度。提出了一种基于两层SOI硅-硅直接键合的工艺加工方法,能够精确控制敏感薄膜及岛的厚度,并且全硅结构器件能够避免键合残余应力,大大提高器件性能。采用了双惠斯登电桥电路减小传感器输出的温漂效应,并设计了该电路的压敏电阻连接图。最后对该压力传感器进行了测试,结果表明,其非线性为0.64%,精度为0.74%,满足现代工业应用要求。 展开更多

关键词 微电子机械系统(MEMS) 压力传感器 岛膜结构 ANSYS仿真 硅-硅直接键合 绝缘衬底上硅(SOI)

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硅／硅直接键合SDB硅片的减薄研究

16

作者 陈军宁 傅兴华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期40-43,共4页

研究了硅／硅直接键合ＳＤＢ硅片的精密机械／化学抛光减薄方法，进行了实验，分析了减薄后工作硅膜的平整性和膜厚的均匀性等重要技术指标，讨论了影响这些技术指标的因素。

关键词 抛光 减薄 硅/硅直接键合 硅片

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大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制

17

作者 姜岩峰 黄庆安 《微电子学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期416-419,共4页

文章提出了用硅硅直接键合(SDB)工艺替代静电感应晶闸管(SITH)中的二次外延,有效地提高了栅阴极击穿电压,增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅硅界面进行了研究,提出了提高界面质量的工艺措施;同时,给出了控制栅阴极... 文章提出了用硅硅直接键合(SDB)工艺替代静电感应晶闸管(SITH)中的二次外延,有效地提高了栅阴极击穿电压,增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅硅界面进行了研究,提出了提高界面质量的工艺措施;同时,给出了控制栅阴极击穿电压一致性的方法。对采用此方法制成的SITH的IV特性进行了测量,并给出了实际测试结果。 展开更多

关键词 硅-硅直接键合 静电感应晶闸管 电力器件

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硅-硅键合界面氧化层模型与杂质分布的模拟

18

作者 陈新安 黄庆安 +1 位作者 刘肃 李伟华 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期134-138,共5页

硅-硅直接键合的硅片界面存在一层很薄的氧化层,其化学成分是非化学计量比的氧化物S iOw(0<w<2)。杂质在界面氧化层S iOw中的扩散系数与化学组成有关。文中根据建立的界面氧化层模型推导出了杂质在界面氧化层S iOw中的杂质扩散系... 硅-硅直接键合的硅片界面存在一层很薄的氧化层,其化学成分是非化学计量比的氧化物S iOw(0<w<2)。杂质在界面氧化层S iOw中的扩散系数与化学组成有关。文中根据建立的界面氧化层模型推导出了杂质在界面氧化层S iOw中的杂质扩散系数D(w)和在S i/S iOw界面处的分凝系数m(w)。最后,根据这些关系和键合界面的杂质扩散模型,对杂质分布进行了模拟并且把模拟结果与实验结果进行了比较,结果一致。这一模型和模拟结果对硅-硅直接键合设计有一定参考价值。 展开更多

关键词 硅-硅直接键合 本征氧化物 界面氧化层模型 杂质分布

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基于外部激活表面高温状态下的硅-硅键合 被引量：1

19

作者 王亚彬 王晓光 +2 位作者 郑丽 王成杨 宋尔冬 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第5期325-328,共4页

提出了一种应用于硅-硅键合过程中表面激活的新方法,采用复合激活的方式,使预键合的硅片表面分别通过化学溶液激活和UV光激活相互结合的手段获得较高的表面态。经键合机预键合后,在高温炉中完成原子轨道重叠,实现硅-硅键合。通过镜下检... 提出了一种应用于硅-硅键合过程中表面激活的新方法,采用复合激活的方式,使预键合的硅片表面分别通过化学溶液激活和UV光激活相互结合的手段获得较高的表面态。经键合机预键合后,在高温炉中完成原子轨道重叠,实现硅-硅键合。通过镜下检查和破坏性实验等方式分别对键合的效果和强度进行深入测试,并给出相应的实验效果图和测试结果。实验结果表明,采用新激活方法的键合界面无空洞且均一性良好,键合强度高,证明了新激活方法的可行性和优越性。针对高温键合工艺过程中容易产生空洞这一问题提出了新的解决方案。 展开更多

关键词 表面激活 表面态 高温退火 硅-硅直接键合(SDB) 空洞 键合强度

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硅-硅直接键合后硅片的机械减薄过程

20

作者 陈晨 杨洪星 何远东 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第6期402-405,共4页

硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进... 硅-硅直接键合硅片的机械减薄工艺对器件的性能有很大的影响。采用磨削、化学腐蚀和机械/化学抛光的方法对硅-硅直接键合硅片进行减薄加工,分析了减薄过程中各个工序键合片的平整度、弯曲度和翘曲度变化,并对减薄后硅片的厚度均匀性进行了考察。本次实验最终获得了几何参数良好、厚度满足要求且均匀的晶片。磨削过程会使弯曲度和翘曲度升高,可以通过化学腐蚀的方法降低弯曲度和翘曲度,化学腐蚀过程虽然使平整度升高,但可以通过机械/化学抛光的方法降低平整度。采用该减薄技术对直接键合硅片进行机械减薄具有可行性。 展开更多

关键词 硅-硅直接键合(SDB) 机械减薄 平整度 弯曲度 翘曲度

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