Yuzaki faol bog'lanish - Surface activated bonding

Yuzaki faol bog'lanish (SAB) bu past harorat gofret bilan bog'lanish atomik toza va faol yuzalarga ega bo'lgan texnologiya. Yopishtirishdan oldin sirtni faollashtirish tez atom bombardimoni odatda sirtlarni tozalash uchun ishlatiladi. Ning yuqori quvvatli bog'lanishi yarim o'tkazgich, metall va dielektrik xona haroratida ham olish mumkin.[1][2]

Umumiy nuqtai

Standart SAB usulida gofret yuzalari argon yordamida faollashadi tez atom bombardimoni yilda ultra yuqori vakuum (UHV) 10 dan−4–10−7 Pa bombardimon qilish natijasida adsorbsiyalangan ifloslantiruvchi moddalar va mahalliy oksidlar tozalanadi. Faollashgan sirtlar atomik jihatdan toza va gofretlar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishni hosil qilish uchun reaktiv bo'lib, ular xona haroratida ham aloqa qilganda.

SAB bo'yicha tadqiqotlar

I jadvalda ko'rsatilgandek, turli xil materiallarni yopishtirish uchun SAB usuli o'rganildi.

Jadval I. Har xil materiallar uchun standart SABni o'rganish
SiGeGaAsSiCCuAl2O3SiO2
Si[3][4][5][6][7][8]
Ge[9]
GaAs[5][10]
SiC[6][10][11]
Cu[12][13]
Al2O3[7][8][7]
SiO2Xato[7]

Biroq, standart SAB, SiO kabi ba'zi materiallarni birlashtira olmadi2 va polimer plyonkalar. O'zgartirilgan SAB ushbu muammoni hal qilish uchun birikmaning mustahkamligini yaxshilash uchun cho'ktiruvchi yotqizilgan Si oraliq qatlamidan foydalangan holda ishlab chiqilgan.

Jadval II. Si oraliq qatlamli o'zgartirilgan SAB
O'rta qatlamni yopishtirishAdabiyotlar
SiO2- SiO2SiO bo'yicha buzilgan Fe-Si2[14]
Polimer plyonkalarIkkala tomonga sepilgan Fe-Si[15][16][17]
Si-SiCSiC da buzilgan Si[18]
Si-SiO2SiO bo'yicha buzilgan Si2[19]

Birlashtirilgan SAB SiO uchun ishlab chiqilgan2- SiO2 va Cu / SiO2 har qanday oraliq qatlamdan foydalanmasdan, gibrid bog'lanish.

III jadval. Si o'z ichiga olgan Ar nurlari yordamida kombinatsiyalangan SAB
Obligatsiya interfeysiAdabiyotlar
SiO2- SiO2To'g'ridan-to'g'ri bog'lanish interfeysi[20]
Cu-Cu, SiO2- SiO2, SiO2-SiNxto'g'ridan-to'g'ri bog'lanish interfeysi[21]

Texnik xususiyatlari

Materiallar
  • Yarimo'tkazgich: Si-Si,[3][4] Ge-Ge,[9] GaAs-SiC,[10] SiC-SiC,[11] Si-SiC,[6][18] va boshqalar.
  • Metall: Al-Al, Cu-Cu,[12][13] va boshqalar.
  • Dielektrik: Polimer plyonkalar,[16][17] SiO2,[20][22] va boshqalar.
  • Cu / Dielektrik gibrid: Cu / SiO2 va Cu / SiO2/ SiNx[21]
Afzalliklari
  • Jarayonning past harorati: xona harorati – 200 ° C
  • Issiqlik stressi va zararlar haqida tashvishlanmang
  • Bog'lanishning yuqori sifati
  • Yarimo'tkazgich va metallni bog'laydigan interfeyslar oksidsiz
  • Nam kimyoviy tozalashsiz to'liq quruq jarayon
  • Jarayonning yarimo'tkazgich texnologiyasiga muvofiqligi
Kamchiliklari
  • Yuqori vakuum darajasi (10−4–10−7 Pa)

Adabiyotlar

  1. ^ "Xona haroratidagi gofretli bog'lash mashinasi BOND MEISTER, Mitsubishi Heavy Industries Machine Tool Co., Ltd". www.mhi-machinetool.com.
  2. ^ Ltd, Mitsubishi Heavy Industries. "MHI dunyodagi birinchi 12 dyuymli gofretli bog'lash mashinasini ishlab chiqadi | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd global veb-sayti". Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
  3. ^ a b Takagi, H .; Kikuchi, K .; Maeda, R .; Chung, T. R .; Suga, T. (1996-04-15). "Silikon plastinalarni xona haroratida sirt faollashtiruvchi bog'lash". Amaliy fizika xatlari. 68 (16): 2222–2224. Bibcode:1996ApPhL..68.2222T. doi:10.1063/1.115865. ISSN  0003-6951.
  4. ^ a b Vang, Chenxi; Suga, Tadatomo (2011-05-01). "Plazmani faollashtirishni o'z ichiga olgan ftor yordamida xona haroratidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'lanish" (PDF). Elektrokimyoviy jamiyat jurnali. 158 (5): H525-H529. doi:10.1149/1.3560510. ISSN  0013-4651.
  5. ^ a b J. Liang, T. Miyazaki, M. Morimoto, S. Nishida, N. Vatanabe va N. Shigekava, "Er bilan faol bog'lanish yordamida p-Si / n-GaAs heterojunksiyalarining elektr xossalari". Qo'llash. Fizika. Ekspres, vol. 6, yo'q. 2, p. 021801, fevral, 2013. Mavjud: http://dx.doi.org/10.7567/APEX.6.021801
  6. ^ a b v Liang, J .; Nishida, S .; Aray, M .; Shigekava, N. (2014-04-21). "Issiq tavlanish jarayonining p + -Si / n-SiC heterojunksiyalarining elektr xususiyatlariga ta'siri". Amaliy fizika xatlari. 104 (16): 161604. Bibcode:2014ApPhL.104p1604L. doi:10.1063/1.4873113. ISSN  0003-6951. S2CID  56359750.
  7. ^ a b v d H. Takagi, J. Utsumi, M. Takaxashi va R. Maeda, "Ar-nurli sirt faollashishi bilan oksidli gofretlarning xona-harorat bilan bog'lanishi", ECS Trans., vol. 16, yo'q. 8, 531-537 betlar, 2008 yil oktyabr. Mavjud: http://dx.doi.org/10.1149/1.2982908
  8. ^ a b Ichikava, Masatsugu; Fujioka, Akira; Kosugi, Takao; Endo, Shinya; Sagava, Xarunobu; Tamaki, Xiroto; Mukai, Takashi; Uomoto, Miyuki; Shimatsu, Takehito (2016). "To'g'ridan-to'g'ri bog'lash yordamida yuqori quvvatli chuqurlikdagi ultrabinafsha nurli diodlarni yig'ish". Amaliy Fizika Ekspresi. 9 (7): 072101. Bibcode:2016APExp ... 9g2101I. doi:10.7567 / apex.9.072101.
  9. ^ a b Xigurashi, Eyji; Sasaki, Yuta; Kurayama, Ryuji; Suga, Tadatomo; Doi, Yasuo; Savayama, Yosixiro; Xosako, Ivao (2015-03-01). "Germaniy gofretlarini xona haroratida to'g'ridan-to'g'ri yopishtirish sirt faollashtiruvchi usul bilan". Yaponiya amaliy fizika jurnali. 54 (3): 030213. Bibcode:2015 yilJaJAP..54c0213H. doi:10.7567 / jjap.54.030213.
  10. ^ a b v Xigurashi, Eyji; Okumura, Ken; Nakasuji, Kaori; Suga, Tadatomo (2015-03-01). "Yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli lazerlarda issiqlik tarqalishini yaxshilash uchun xona haroratida GaAs va SiC gofretlarini sirt bilan faol bog'lanishi". Yaponiya amaliy fizika jurnali. 54 (3): 030207. Bibcode:2015 yilJaJAP..54c0207H. doi:10.7567 / jjap.54.030207.
  11. ^ a b Mu, F.; Iguchi, K .; Nakazava, X .; Takaxashi, Y .; Fujino, M.; Suga, T. (2016 yil 30-iyun). "SiC MEMS va elektronikalarni monolitik integratsiyasi uchun SAB tomonidan SiC-SiC ning to'g'ridan-to'g'ri gofret bilan bog'lanishi". ECS Solid State Science and Technology jurnali. 5 (9): P451-P456. doi:10.1149 / 2.0011609jss.
  12. ^ a b Kim, T. H .; Xovlader, M. M. R.; Itoh, T .; Suga, T. (2003-03-01). "Xona harorati Cu-Cu to'g'ridan-to'g'ri bog'lanishini sirt faollashtiruvchi usul yordamida". Vakuum fanlari va texnologiyalari jurnali A. 21 (2): 449–453. Bibcode:2003 yil JVST ... 21..449K. doi:10.1116/1.1537716. ISSN  0734-2101. S2CID  98719282.
  13. ^ a b Shigetou, A .; Itoh, T .; Matsuo, M.; Xayasaka, N .; Okumura, K .; Suga, T. (2006-05-01). "Sirt bilan faol bog'lanish (SAB) usuli yordamida ultrafinus Cu elektrodlari orqali to'siqsiz o'zaro bog'lanish". Kengaytirilgan qadoqlash bo'yicha IEEE operatsiyalari. 29 (2): 218–226. doi:10.1109 / TADVP.2006.873138. ISSN  1521-3323. S2CID  27663896.
  14. ^ R. Kondou va T. Suga, "Komponentlar va texnologiya konferentsiyasida (ECTC), 2011 yil IEEE 61st, 2011, 2165-22170 betlar. Mavjud: http://dx.doi.org/10.1109/ECTC.2011.5898819
  15. ^ T. Matsumae, M. Fujino va T. Suga, "Nano yopishqoq qatlamlar yordamida sirtni faollashtirish orqali egiluvchan elektronikaning polimer substratini xona haroratida bog'lash usuli" Yaponiya amaliy fizika jurnali, vol. 54, yo'q. 10, p. 101602, oktyabr, 2015. Mavjud: http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.54.101602
  16. ^ a b Matsumae, Takashi; Nakano, Masashi; Matsumoto, Yoshiie; Suga, Tadatomo (2013-03-15). "Yuzaki faol bog'lash (SAB) usuli yordamida polimerni shisha plastinalarga xona haroratida yopishtirish". ECS operatsiyalari. 50 (7): 297–302. doi:10.1149 / 05007.0297ecst. ISSN  1938-6737.
  17. ^ a b Takeuchi, K .; Fujino, M.; Suga, T .; Koyzumi, M .; Someya, T. (2015-05-01). "Moslashuvchan elektron moslamalarni tayyorlash uchun shisha plastinada polimer plyonkasini to'g'ridan-to'g'ri yopishtirish va eritish". Elektron komponentlar va texnologiyalar konferentsiyasi (ECTC), 2015 IEEE 65-chi: 700–704. doi:10.1109 / ECTC.2015.7159668. ISBN  978-1-4799-8609-5. S2CID  11395361.
  18. ^ a b Mu, Fengven; Iguchi, Kenichi; Nakazava, Haruo; Takaxashi, Yoshikazu; Fujino, Masaxisa; Suga, Tadatomo (2016-04-01). "SiC-Si-ni xona haroratidagi gofret bilan biriktiruvchi, modifikatsiyalangan sirt faollashtirilgan nanolayer bilan faollashtirilgan bog'lanish". Yaponiya amaliy fizika jurnali. 55 (4S): 04EC09. Bibcode:2016JaJAP..55dEC09M. doi:10.7567 / jjap.55.04ec09.
  19. ^ K. Tsuchiyama, K. Yamane, X Sekiguchi, H. Okada va A. Vakaxara, "Si / SiO2 / GaN tuzilishini optoelektronik moslamalarni monolitik integratsiyasi uchun sirt faollashtiruvchi bog'lash orqali ishlab chiqarish", Yaponiya amaliy fizika jurnali, vol. 55, yo'q. 5S, p. 05FL01, may, 2016 yil. Mavjud: http://dx.doi.org/10.7567/JJAP.55.05FL01
  20. ^ a b U, Ran; Fujino, Masaxisa; Yamauchi, Akira; Suga, Tadatomo (2016-04-01). "Past haroratli gidrofilik to'g'ridan-to'g'ri gofretni bog'lash uchun sirt faollashtirilgan biriktirish texnikasi". Yaponiya amaliy fizika jurnali. 55 (4S): 04EC02. Bibcode:2016JaJAP..55dEC02H. doi:10.7567 / jjap.55.04ec02.
  21. ^ a b U, Ran; Fujino, Masaxisa; Yamauchi, Akira; Vang, Yingxuy; Suga, Tadatomo (2016-01-01). "Past haroratli Cu / Dielektrikli gibrid bog'lash uchun biriktirilgan sirt faollashtirilgan bog'lash usuli". ECS Solid State Science and Technology jurnali. 5 (7): P419-P424. doi:10.1149 / 2.0201607jss. ISSN  2162-8769. S2CID  101149612.
  22. ^ U, Ran; Fujino, Masaxisa; Yamauchi, Akira; Suga, Tadatomo (2015-03-01). "Yangi hidrofilik SiO2 gofretni birlashtirilib, sirtni faollashtiradigan birikma texnikasi yordamida ". Yaponiya amaliy fizika jurnali. 54 (3): 030218. Bibcode:2015 yilJaJAP..54c0218H. doi:10.7567 / jjap.54.030218.