低温现场粘合与无离子中性物种和氨增强激活,用于微流体芯片架构
Xiaohui Yuan1, Linjie Liu1, Fanfan Niu1
1State Key Laboratory of Precision Welding & Joining of Materials and Structures, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 1, 2025
概括
一种新的氨气蒸汽辅助中性物种 (NS) 激活方法增强了微电子的晶片粘合. 这种技术实现了高粘合强度,损伤最小,使先进的光电子集成和微/纳米设备制造成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体制造业 半导体制造业
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 基于的半导体结合对于M/NEMS,Lab-on-Chip和SOI基板中的光电子集成和小型化至关重要.
- 现有的等离子激活方法会造成损伤,并且局部粘合强度有限.
- 中性物种 (NS) 激活是温和的,但产生低于最佳的结合强度.
研究的目的:
- 开发一种用于晶片粘合的新型表面激活方法.
- 为了克服传统NS激活的低结合强度限制.
- 为了实现先进应用的高位粘合强度,低诱导损伤.
主要方法:
- 氨气蒸汽辅助中性物种 (NS) 表面激活.
- 表面功能组的修改和软化地下表面的构建.
- 在现场粘合在300°C.
主要成果:
- 达到高达3.1 J/m2.2的粘合强度.
- 获得了几乎完美的粘合接口,在回火后明显抑制了缺陷.
- 证明了微流体微热管没有泄漏的成功运行.
- 展示了4英寸SiO2/SiO2,SiN/SiO2和玻璃/玻璃粘合的普遍适用性.
结论:
- 氨气蒸汽辅助NS激活方法提供温和性,低损伤和高粘合强度.
- 这种技术适用于自下而上的微型/纳米设备制造和光电子集成.
- 该方法表现出优异的可重现性,低充电性和在不同材料组合中广泛适用性.
