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采用极低电导率Si和Ge薄膜的晶圆室温键合技术

DOI：10.1149/08605.0199ecst 期刊：ECS Transactions 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 研究了采用非晶硅(a-Si)和非晶锗(a-Ge)薄膜在真空环境下实现晶圆室温键合的技术潜力。透射电镜图像显示，键合后的a-Ge-a-Ge薄膜不存在对应原始薄膜表面的界面。通过对薄膜结构和键合界面表面自由能的分析发现，a-Ge-a-Ge连接界面的键合潜力高于a-Si薄膜。a-Ge薄膜的电阻率为0.62 Ω·m，虽低于a-Si薄膜(4.7 Ω·m)，但比典型真空键合材料薄膜高出7-8个数量级。结果表明：采用a-Ge薄膜进行室温键合可在不影响晶圆表面器件电学性能的前提下实现晶圆键合——因为所用键合材料的导电性不会对器件造成显著影响。
作者： M. Uomoto，A. Muraoka，T. Shimatsu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用非晶硅（a-Si）和非晶锗（a-Ge）薄膜在真空中实现室温晶圆键合的技术潜力，重点关注其键合性能与电导率表现。

研究成果

研究表明，非晶锗（a-Ge）薄膜在连接的a-Ge-a-Ge界面处具有高键合势能且表现出极低的电导率，使其适合用于晶圆键合而不影响晶圆表面器件的电学性能。研究结果表明，采用a-Ge薄膜的原子扩散键合（ADB）技术是适用于需要最小化电干扰应用的有前景方案。

研究不足

使用非晶薄膜的键合性能对表面粗糙度值较为敏感。研究表明，增强晶圆表面a-Ge薄膜的粘附强度可进一步提升键合性能。

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