Niedertemperatur Wafer Bonding – Entwicklung, Charakterisierung und Anwendung

Abstract:
Der vorliegende Beitrag beschreibt die Entwicklung, Charakterisierung und Anwendung einer plasmaunterstützten Bondtechnik für Silizium-Waferpaare. Das beschriebene Verfahren ermöglicht schon bei Raumtemperatur sehr feste Verbindungen (Oberflächenenergie > 1,4 J/m²) und kann durch den Einsatz eines konventionellen RIESystems ohne kostenintensives Bondequipment durchgeführt werden. Mit Hilfe von Kontaktwinkelmessungen wurden einzelne Prozessschritte näher untersucht. Die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften erfolgte durch den zerstörungsfreien verborgenen Blistertest sowie durch den Double-Cantilever-Beam Test. Des Weiteren werden die Ergebnisse eines internationalen Vergleichs verschiedener Silizium-Direktbondverfahren vorgestellt. Hierbei wurde die Güte unseres Verfahrens unabhängig bewertet. Die Evaluation der Ergebnisse ergab für unser Verfahren Platz 1 bei Si-SiO2 Verbindungen sowie Platz 2 bei Si-Si Verbindungen. Abschließend werden Anwendungen vorgestellt, bei denen das Verfahren standardmäßig zur Herstellung dient.