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Area Micro-electromechanical systems (MEMS) / Bonding and assembling technology

IEV ref 523-06-05

en
silicon fusion bonding
technique of bonding hydrophilized substrates made of silicon, oxidized silicon, and so on by primary hydrogen bonds between the surfaces, and then by Si-O-Si bonds after annealing at high temperature

Note 1 to entry: Silicon fusion bonding is used to form impurity diffusion layers or insulation layers inside a wafer by bonding two silicon wafers, one or both of which may be oxidized. The technology is also used to bond wafers that contain impurities of different species or concentrations, as an alternative process to in-depth impurity diffusion or epitaxial growth where high temperatures and a long process time are required. The main problem with silicon fusion bonding is its high process temperature; all lower-temperature processes should take place after the bonding. Studies are ongoing to lower the process temperature by the application of plasma oxidation treatment before bonding, and to apply the technology to bond non-silicon materials. By bonding oxidized wafers, the silicon-on-insulator (SOI) structure can be obtained, in which an insulation layer is sandwiched by two silicon layers. The SOI structure is used to separate integrated element components by oxide and other dielectric materials to improve performance; for example, to manufacture photodiode arrays and so on. Another application of the technology is bonding wafers that have been bored or cut with grooves, to obtain precise structures made inside a wafer. This technique is used to make pressure sensors, and heat exchangers for laser diodes with an internal cooling structure, and so on.


[SOURCE: IEC 62047-1:2016, 2.6.6]


fr
collage par fusion du silicium, m
technique de collage de substrats hydrophilisés réalisés en silicium, en silicium oxydé, entre autres, par liaisons hydrogène primaire entre les surfaces, et ensuite par liaisons Si-O-Si après recuit à haute température

Note 1 à l’article: Le collage par fusion du silicium est utilisé pour former des couches de diffusion d’impureté ou des couches d’isolation à l’intérieur d’une tranche par liaison de deux tranches de silicium; l'une de ces tranches ou les deux peuvent être oxydées. La technologie est également utilisée pour lier les tranches qui contiennent des impuretés de différentes espèces ou concentrations, comme un procédé alternatif à la diffusion des impuretés en profondeur ou à la croissance épitaxiale, exigeant de hautes températures et une longue durée de procédé. Le problème principal posé par le collage par fusion du silicium réside dans la haute température du procédé; il convient que tous les procédés à température inférieure aient lieu après le collage. Des études sont en cours pour abaisser la température du procédé par l’application d’un traitement d’oxydation par plasma avant collage, et pour appliquer la technologie à la liaison de matériaux sans silicium. En liant deux tranches oxydées, la structure du silicium sur isolant (SOI) peut être obtenue, dans laquelle une couche d’isolation est en sandwich entre deux couches de silicium. La structure silicium sur isolant (SOI) est utilisée pour séparer les composants d’éléments intégrés par l’oxyde des autres substances diélectriques, afin d'améliorer les performances; par exemple pour fabriquer des réseaux de photodiodes, etc. Une autre application de la technologie consiste à lier des tranches qui ont été percées ou dans lesquelles des encoches ont été découpées, afin d'obtenir des structures précises réalisées à l’intérieur d’une tranche. Cette technique est utilisée pour réaliser des capteurs de pression, des échangeurs de chaleur pour les diodes laser avec structure de refroidissement interne, etc.


[SOURCE: IEC 62047-1:2016, 2.6.6]


de
Silizium-Direktbonden, n
Silizium-Fusionsbonden, n

ja
シリコンフュージョンボンディング

nl BE
siliciumfusieverbinding, f

pl
łączenie krzemu na drodze fuzji, n

pt
colagem por fusão de silício

zh
硅融熔键合

Publication date: 2018-12
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