2. Waferbonden
2. Waferbonden
2. Waferbonden
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<strong>2.</strong>5. Grenzflächenblasen<br />
3.5<br />
3.5<br />
3.0<br />
hydrophil<br />
3.0<br />
Bondenergie [J/m 2 ]<br />
<strong>2.</strong>5<br />
<strong>2.</strong>0<br />
1.5<br />
1.0<br />
hydrophob<br />
<strong>2.</strong>5<br />
<strong>2.</strong>0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
0.5<br />
0.0<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900<br />
Temperatur der Wärmebehandlung [°C]<br />
Abbildung <strong>2.</strong>7.: Steigerung der Bondenergie mit Zunahme der Temperatur der Wärmebehandlung<br />
für hydrophil und hydrophob gebondete Siliziumwaferpaare [2]<br />
0.0<br />
Beispielsweise gehen Stengl et al. im Bereich von 200 bis 800 Æ C von einer maximalen<br />
Bondenergie = 0,6 J/m ¾ aus. Im Modell von Tong et al. sind es = 1,67 J/m ¾ .<br />
Hydrophobes <strong>Waferbonden</strong><br />
Im Falle eines hydrophob gebondeten Waferpaares sind die an der Bondgrenze ablaufenden<br />
Prozesse wegen der nahezu vollständig mit Wasserstoff abgesättigten Oberflächen nur<br />
durch die Van der Waals-Wechselwirkungen zwischen eben jenen Wasserstoffatomen<br />
und den oberflächennahen Siliziumatomlagen sowie der Desorption der Wasserstoffatome<br />
von den Oberflächen ab etwa 400 Æ C zu beschreiben. Die nach der Desorption frei beweglichen<br />
Wasserstoffmoleküle können nun in das Silizium eindiffundieren, entlang der<br />
Bondgrenzfläche aus dem Waferpaar ausdiffundieren oder aber an Nukleationskeimen<br />
vorzugsweise organischen Verunreinigungen, die durch das Bonden in der Grenzfläche mit<br />
eingeschlossen wurden Grenzflächenblasen bilden. Ab etwa 400 Æ C setzt auch eine deutliche<br />
Steigerung der Bondenergie ein (siehe Abb. <strong>2.</strong>7), deren Ursache in der Formierung von<br />
Si Si-Bindungen aus den an der Grenzfläche ungesättigt gegenüberliegend verbleibenden<br />
Siliziumatomen liegt. Im Gegensatz zu hydrophil gebondeten Waferpaaren verbleibt in<br />
hydrophob gebondeten Waferpaaren im Bereich der Bondgrenze nur eine Korngrenze mit<br />
entsprechenden lokalen Verzerrungen.<br />
<strong>2.</strong>5. Grenzflächenblasen<br />
Wie bereits im Vorfeld beschrieben, können bei unzureichender Reinheit der zu bondenden<br />
Oberflächen Blasen an der Grenzfläche des Waferpaares auftreten. Dabei muß zwischen den<br />
sofort nach dem Bonden beobachtbaren Blasen und den im Laufe der Wärmebehandlung<br />
bzw. in einer längeren Lagerung entstandenen Blasen unterschieden werden. Blasen, deren<br />
Lage in der Grenzfläche durch einen Druck auf die entsprechende Position verändert werden<br />
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