[发明专利]一种PZT/Si扩散键合方法有效
申请号: | 201710653766.3 | 申请日: | 2017-08-03 |
公开(公告)号: | CN107482114B | 公开(公告)日: | 2019-08-09 |
发明(设计)人: | 王大志;石鹏;慈元达;周鹏;凌四营;任同群;梁军生;韦运龙 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | H01L41/312 | 分类号: | H01L41/312 |
代理公司: | 大连理工大学专利中心 21200 | 代理人: | 温福雪;侯明远 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | 本发明属于先进制造技术领域,提供了一种PZT/Si扩散键合方法。首先,在PZT块材表面制备电极层,并在电极层表面沉积PZT膜,形成PZT元件;然后,在一定温度条件下,通过对PZT元件与硅衬底施加压力,使PZT膜中的铅元素与硅发生扩散反应,形成具有一定深度和高结合力的扩散键合层,从而实现PZT元件/硅的稳固结合;最后,利用后续机械研磨和抛光工艺,获得所需厚度的PZT压电层。该键合方式PZT/Si的结合强度高、工艺简单、实施方便、成本低,利于商业化推广应用。 | ||
搜索关键词: | 一种 pzt si 扩散 方法 | ||
【主权项】:
1.一种PZT/Si扩散键合方法,其特征在于,步骤如下:1)PZT块材的表面预处理首先,对PZT块材(1)进行机械研磨抛光处理,使之表面平整度低于800nm,粗糙度为100~500nm,以满足电极层溅射要求;随后,使用丙酮、去离子水去除PZT块材(1)表面附着的有机杂质;最后,利用除油液对PZT块材(1)进行除油处理,去除PZT块材(1)表面皂化油和矿物油;2)电极层和PZT膜的制备在预处理后的PZT块材(1)表面溅射电极层(2)作为PZT元件的底部工作电极;在电极层(2)表面沉积10~70μm厚的PZT膜(3)作为键合层;PZT块材(1)、电极层(2)和PZT膜(3)构成PZT元件;3)PZT元件与硅衬底的表面预处理对于PZT元件,首先,对PZT膜(3)进行机械研磨抛光处理,使之表面平整度低于600nm,粗糙度低于500nm,以满足键合要求;然后,使用丙酮、去离子水去除PZT膜(3)表面附着的有机杂质;最后,使用除油液对PZT元件进行除油处理,去除PZT膜(3)表面的皂化油和矿物油;对于硅衬底(4),通过RCA标准清洗法进行清洗,以去除表面附着的杂质;4)PZT元件与硅衬底的高温扩散键合对PZT元件与硅衬底(4)施加5~30N压力,在保持压力条件下,将PZT元件及硅衬底(4)整体置于700~1000℃高温环境下,并保温10~60min,完成PZT元件与硅衬底(4)的高温扩散键合;5)PZT元件的减薄处理完成PZT元件与硅衬底(4)的高温扩散键合后,利用机械研磨和抛光工艺,对PZT元件的PZT块材(1)进行减薄处理,获得所需厚度的PZT压电层;同时,PZT压电层表面平整度低于800nm,粗糙度为100~500nm。
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