Bondverfahren für Selbstjustierung und Mehrfachbonden basierend auf nasschemisch präparierten Si-Oberflächen

Abstract:
Mit zunehmender Verkleinerung von Subsystemen wie Sensoren oder Aktoren und der Notwendigkeit der Integration dieser Subsysteme zu übergeordneten System werden neue Verfahren der AVT erforderlich. In diesem Beitrag wird ein Bondverfahren vorgestellt, dass auf rein physikalische Kräfte (Van-der-Waals) beruht und mit dem Si-basierte Subsysteme insbesondere auf Silizium („motherboard“) gebondet werden kann. Die dazu erforderlichen Oberflächen werden in einem speziellen nasschemischen und selbstorganisierten Prozess auf Si erzeugt. Je nach Anwendung können die Oberflächeneigenschaften und die jeweiligen Bondflächen so gewählt werden, das in einem Niedertemperaturprozess permanente Verbindung mit einer Stärke von ca. 10 MPa, mehrfach lösbare und wiederverwendbare Verbindungen (Nanoklettverschluss) und sogar selbstjustierende Verbindung zweier geeignet präparierter Oberflächen möglich ist. Das Verfahren ist auch für Wafer-basiertes Bonden geeignet. Die für die Verbindungsherstellung erforderlichen Herstellungsprozesse sind CMOS-kompatibel. Die die Verbindung tragenden Nanostrukturen sind daher monolithisch mit dem Si-Bulk-Material verbunden, was eine sehr hohe und temperaturunabhängige Bondfestigkeit garantiert.