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压阻加速度计的Au-Si共晶键合

Gold-Silicon Wafer Eutectic Bonding in Piezoresistive Accelerometer Assembling

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【作者】 王翔; 张大成; 李婷; 王玮; 阮勇; 李修函; 王小保; 杜先锋;

【Author】 Wang Xiang,Zhang Dacheng,Li Ting,Wang Wei,Ruan Yong,Li Xiuhan, Wang Xiaobao and Du Xianfeng(Institute of Microelectronics,Peking University,Beijing 100871,China)

【机构】 北京大学微电子学研究所; 北京大学微电子学研究所 北京100871; 北京100871; 北京100871;

【摘要】 通过将压阻加速度计上帽与结构片的键合 ( 36 5℃保温 10min) ,再进行下帽与结构片的键合 ( 380± 10℃保温2 0min) ,成功进行了三层键合 .测得的键合强度约为 2 30MPa.硅片 基体 /SiO2 /Cr/Au层和硅片之间键合时 ,SiO2 溶解而形成CrSi2 硅化物 .共晶反应因Cr层而被推迟 ,键合温度高出共晶温度 2 0℃左右 ,从而避免了由于Au元素向硅中扩入而造成的污染 ,进而避免可能造成的对集成微电子器件性能的影响 .试验还证明硅基体 SiO2 /Cr/Au/Poly Si/Au键合层结构设计模型也遵循这一键合过程中的原子扩散理论 .

【Abstract】 A piezoresistive accelerometer is bonded successfully.It is completed by two steps:the cap and frame wafer are first bonded together at 365 ℃ for 10min.The base plate is then bonded with them by annealing at 380±10℃ for 20min.The eutectic bonding strength is measured to be as high as 230 MPa.The bonding between wafer/Cr/Au and Si wafer is also studied.The bonding begins as soon as the dissolving of the SiO 2 layer by silicidation of the Cr barrier layer.An excess annealing temperature (about 20℃ ) should be used to avoid gold contamination of the silicon die with the possible deteriorating effect on integrated microelectronic device properties.A Si-substrate/SiO 2/Cr/Au/Poly-Si/Au eutectic solder,which is also fabricated,is in agreement with this atom diffusion theory.

【关键词】 金; 硅; 共晶键合; 压阻式加速度计;
【Key words】 gold; silicon; eutectic bonding; piezoresistive accelerometer;
【基金】 国家重点基础研究发展规划资助项目 (合同号 :G19990 3310 8)~~
  • 【文献出处】 半导体学报 ,Chinese Journal of Semiconductors , 编辑部邮箱 ,2003年03期
  • 【分类号】TH824.2
  • 【被引频次】25
  • 【下载频次】328
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