Bonding of silicon and crystal quartz wafers at the minimized residual stresses

• Autorzy: Zimin, Y. , Ueda, T. , Pawłat, J.

Warianty tytułu

PL

Proces uzyskiwania silnych połączeń spajalnych płytek kwarcowych i silikonowych w niskiej temperaturze

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work, strong low-temperature bonding of silicon and crystalline quartz wafers, effecting in mechanical strength, which is close to initial materials has been described. High bonding strength is associated with minimization of the residual stresses, optimization of surface activation, and application of an electric field during annealing. The bonding has a wide application field because both, silicon and crystalline quartz are key materials for many devices including generators, high frequency filters, gyroscopes, microbalances of high stability, etc.

PL

W pracy przedstawiono proces uzyskiwania silnych połączeń spajalnych płytek kwarcowych i silikonowych w niskiej temperaturze. Mechaniczna wytrzymałość połączeń jest bliska wytrzymałości materiałów wyjściowych. Wysoka wytrzymałość połączenia wynika z minimalizacji naprężeń własnych materiału, z optymalnego procesu aktywacji powierzchni płytek oraz z zastosowania pola elektrycznego podczas procesu wygrzewania. Polaczenia tego typu mogą być szeroko stosowane gdyż zarówno kwarc krystaliczny jak i silikon wykorzystywany jest do wyrobu szeregu urządzeń; w tym, w mikro i nanotechnologiach.

Słowa kluczowe

PL

połączenia spajalne; kwarc krystaliczny; silikon; naprężenia własne; plazmowa obróbka powierzchni; elektrotechnika

EN

bonding; crystal quartz; silicon; residual stress; plasma surface processing; electrical technology

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 8
• Strony: 239-242
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zimin, Y.

autor

Ueda, T.

autor

Pawłat, J.

• Waseda University, Graduate School of Information, Production and Systems, Fukuoka, 808-0135, Japan,

Bibliografia

• [1] J. Pawłat, J. Diatczyk, H. Stryczewska ”Low-temperature plasma for exhaust gas purification from paint shop - a case study”, Przegląd Elektrotechniczny (Poland), 1 (2011), 17-19.
• [2] J. Pawłat, “Various Environmental Applications of the Cylindrical Foaming Column”, Przegląd Elektrotechniczny (Poland), 1 (2005), 245-248.
• [3] S. Bengtsson, and P. Amirefeiz. “Room temperature wafer bonding of silicon, oxidized silicon, and crystalline quartz,” Journal of Electronic Materials, 29(7) (2000), 909-915.
• [4] T. Suni, K. Henttinen, I. Suni, and J. Makkinen. “Effect of plasma activation on hydrophilic bonding of Si and SiO2,” Journal of Electrochemical Society, 149(6) (2002), G348-G351.
• [5] S. N. Farrens, J. R. Dekker, J. K. Smith, and B. E. Roberds. “Chemical free room temperature wafer to wafer direct bonding,” Journal of Electrochemical Society, 142(11) (1995), 3949-3955.
• [6] H. Takagi,R. R. Maeda, N. Hosoda, and T. Suga. “Roomtemperature bonding of lithium niobat and silicon wafers by argon-beam surface activation”, Appl. Phys. Lett., 74 (1999), 2387-2389.
• [7] G. G. Stoney. “The tension of metallic films depositd by electrolisis,” Proc. R. Soc., London, Ser. A, 82(553), (1909), 172-175.
• [8] S. Timoshenko, “Analysis of bi-metal thermostate”, J. Optical Soc. America and Review Scientific Instruments, 11, (1925), 233.
• [9] Y. Zhang, Y. Zhao. “Applicability renge of Stoney’s formula and modified formulas for a film/substrate bilayers”, J. Appl. Phys. 99, (2006), 053513-1-7.
• [10] A. V. Dobrynin. “On the aplication of Stoney Formula for calculating stresses in thick filmes and coatings,” Pis’ma Zn. Teck. Phiz. 23, (1997), 32-36.
• [11] A. Weinert, P. Amrfeiz, and S. Bengtsson. “Plasma assisted room temperature bonding for MST,” Sensors and Actuators, A 92, (2001), 214-222.
• [12] H-K. Jung, Y-S. Hwang, I-J. Hyeon, Y-K. Kim, C-W. Baek. “Silicon/QuartzBonding and Quartz Deep RIE for the Fabrication of Quartz Resonator Structures,” IEEE-NEMS (3rd), Sanya, Hainan Island, China, Jan 6-9, (2008), 1172-1176.