專利名稱：一種測量硅片鍵合強度的微結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種微結構，尤其是一種測量硅片鍵合強度的微結構。
背景技術：
鍵合技術是指將兩拋光硅片經化學清洗后貼合在一起，再經過高溫退火處理，界面發生物理化學反應，形成化學鍵的連接。這種硅片直接鍵合技術現已成為制備復合材料及實現微機械加工的重要手段。在鍵合技術中，鍵合強度是一個非常重要的參數，它是關系到鍵合好壞的一個重要技術指標。在工業應用中，許多器件都要求有足夠的鍵合強度，鍵合強度小，在加工過程中鍵合片很有可能會開裂，導致失效；鍵合強度足夠大，才能保證產品的成品率和質量。目前鍵合強度測量有直拉法和裂紋傳播法。直拉法被廣泛用于鍵合片的鍵合強度測量中，是用拉開鍵合片的最大拉力來表示的，但這種方法卻受到了拉力手柄粘合劑等的諸多限制，測量方法不夠靈活、方便，同時也是一種破壞性檢測方法。裂紋傳播法，也稱刀片法，是采用刀片沿鍵合界面插入，觀測斷裂深度來反映鍵合強度，這種方法雖然簡單，對鍵合片的破壞小，但由于硅片性脆，操作困難且讀數誤差大。
實用新型內容為了克服目前硅片鍵合強度測量方法存在的問題，本實用新型提供一種結構簡單，設置靈活，操作方便的測量鍵合強度的微結構。本實用新型的技術方案為，一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，包括襯底硅片、結構硅片，在所述結構硅片一面設置有鍵合區域、支撐點，另一面設置有加力點，所述支撐點設置在鍵合區域和加力點之間，所述襯底硅片和結構硅片通過鍵合區域鍵合成一體。本實用新型中，鍵合區域是用于測量鍵合強度的，支撐點在鍵合區域和加力點之間起杠桿支點和旋轉的作用，當外加垂直作用力作用至加力點的位置時，根據杠桿傳遞原理，鍵合區域會產生向上的拉力。設鍵合區域到支點的距離為L2，支點到加力點的距離為 Li，則由F · L1 = Fpull · L2，得到Fpull = F · L1ZL20設置適當的L1A2比例，可以調節作用力的大小；反之，當已知F，可以算出Fpull。本實用新型可以是支撐點和加力點各為一個，與襯底硅片通過鍵合區域形成單端施力結構的方案，也可以是支撐點和加力點各為兩個，且對稱設置于所述鍵合區域的兩側， 構成雙端對稱施力結構的方案。當采用雙端對稱施力結構時，兩個加力點和兩個支撐點關于鍵合區域對稱分布，測量時，在兩個加力點上施加大小一樣的垂直于襯底硅片的力。與單端施力結構相比，雙端對稱施力結構由于作用力對稱分布，水平方向剪切力相抵消，因而測量精度更高。本實用新型的支撐點在所述鍵合區域和加力點的連線上時，構成一個標準的杠桿結構，可以直接運用公式F -L1 = Fpull -L2來計算檢測，因而精度高，算法簡單。當支撐點不在所述鍵合區域和加力點的連線上時，則需對公式F · L1 = Fpull · L2進行相應的修正，以便計算出所需結果。本實用新型所述的支撐點為設置在結構硅片上的凸點，所述凸點與襯底硅片(1) 有寬度小于2微米的接觸區域。在本實用新型的另一技術方案中，所述凸點與襯底硅片(1) 不接觸并有小于1微米的間距。本實用新型的測量硅片鍵合強度的微結構，與傳統的直拉法測量系統相比，由于可以制作成毫米級甚至更小的結構，因此具有體積小，放置位置靈活的優點，且可與器件同時制作在硅片上，可以實現實時工藝監測；與裂紋傳播法相比，因結構體積小，可以在硅片上任意位置制造，檢測對其他器件的鍵合區域沒有損傷，有利于工藝監控。采用本實用新型的微結構，測量時通過記錄斷裂時的壓力就可換算得到實際鍵合強度值，方法簡單，操作方便，實用性強。
圖1是本實用新型的雙端對稱施力結構示意圖，圖2是本實用新型的單端施力結構示意圖。圖中，1.襯底硅片，2.結構硅片，3.鍵合區域，4.支撐點，5.加力點，6.氧化硅薄膜。
具體實施方式
以下結合附圖，對本方面做進一步說明。實施例1 一種測量硅片鍵合強度的微結構，包括襯底硅片1、結構硅片2，在所述結構硅片2 —面設置有鍵合區域3、一個支撐點4，另一面設置有一個加力點5，所述支撐點 4設置在鍵合區域3和加力點5連線之間；所述襯底硅片1和結構硅片2通過鍵合區域3鍵合成一體。所述的支撐點4為設置在結構硅片2上的凸點，所述凸點與襯底硅片1不接觸并有小于1微米的間距。實施例2 —種測量硅片鍵合強度的微結構，包括襯底硅片1、結構硅片2，在所述結構硅片2 —面設置有鍵合區域3、兩個支撐點4，另一面設置有兩個加力點5，所述支撐點設置在鍵合區域和加力點之間；兩個支撐點和兩個加力點對稱設置于所述鍵合區域3的兩側，所述支撐點在其同側加力點和所述鍵合區域⑶的連線上；所述襯底硅片1和結構硅片 2通過鍵合區域3鍵合成一體。所述的支撐點為設置在結構硅片上的凸點，所述凸點與襯底硅片1有寬度小于2微米的接觸區域。襯底硅片1可以是直接與結構硅片2連接，也可以根據應用要求在襯底硅片1上設置有氧化硅薄膜6。
權利要求1.一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，包括襯底硅片(1)、結構硅片(2)，在所述結構硅片(2)—面設置有鍵合區域(3)、支撐點(4)，另一面設置有加力點(5)，所述支撐點(4)設置在鍵合區域(3)和加力點(5)之間，所述襯底硅片(1)和結構硅片(2)通過鍵合區域(3)鍵合成一體。
2.根據權利要求1所述的一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點 (4)和加力點(5)各為一個。
3.根據權利要求2所述的一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點 (4)在所述鍵合區域(3)和加力點(5)的連線上。
4.根據權利要求1所述的一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點 (4)和加力點(5)各為兩個，且對稱設置于所述鍵合區域(3)的兩側。
5.根據權利要求4所述的一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點在其同側加力點和所述鍵合區域(3)的連線上。
6.根據權利要求1至5所述的任一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點(4)為設置在結構硅片(2)上的凸點，所述凸點與襯底硅片(1)有寬度小于2微米的接觸區域。
7.根據權利要求1至5所述的任一種測量硅片鍵合強度的微結構，其特征在于，所述支撐點(4)為設置在結構硅片(2)上的凸點，所述凸點與襯底硅片(1)不接觸并有小于1微米的間距。
專利摘要一種測量硅片鍵合強度的微結構，包括襯底硅片、結構硅片，在所述結構硅片一面設置有鍵合區域、支撐點，另一面設置有加力點，所述支撐點設置在鍵合區域和加力點之間，所述襯底硅片和結構硅片通過鍵合區域鍵合成一體。本實用新型的微結構結構簡單，設置靈活，操作方便。
文檔編號H01L23/544GK202042480SQ20112005970
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者康興華, 秦明, 胡爾同 申請人:東南大學