| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-34页 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 | 第17-18页 |
| 1.2 硅基材料基片连接方法的研究现状及分析 | 第18-30页 |
| 1.2.1 光胶法 | 第20页 |
| 1.2.2 胶粘法 | 第20-21页 |
| 1.2.3 低温阳极键合法 | 第21-22页 |
| 1.2.4 激光熔焊法 | 第22页 |
| 1.2.5 传统的热键合法 | 第22-25页 |
| 1.2.6 氢氧催化法 | 第25页 |
| 1.2.7 表面活化直接键合法 | 第25-27页 |
| 1.2.8 低熔点玻璃浆料 | 第27-29页 |
| 1.2.9 国内相关研究现状 | 第29-30页 |
| 1.3 国内外文献综述简析 | 第30-32页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第32-34页 |
| 第2章 实验材料及方法 | 第34-45页 |
| 2.1 实验材料 | 第34-35页 |
| 2.1.1 实验基材 | 第34页 |
| 2.1.2 实验试剂 | 第34-35页 |
| 2.2 实验设备及工艺 | 第35-38页 |
| 2.2.1 实验设备 | 第35-36页 |
| 2.2.2 低熔点玻璃浆料制备工艺 | 第36-37页 |
| 2.2.3 玻璃浆料连接石英玻璃工艺 | 第37页 |
| 2.2.4 石英玻璃及单晶硅片的表面活化与键合工艺 | 第37-38页 |
| 2.3 玻璃料性能表征 | 第38-41页 |
| 2.3.1 XRD测试 | 第38-39页 |
| 2.3.2 DSC热性能测试 | 第39页 |
| 2.3.3 红外光谱测试 | 第39页 |
| 2.3.4 拉曼光谱测试 | 第39页 |
| 2.3.5 XPS测试 | 第39页 |
| 2.3.6 密度测试 | 第39-40页 |
| 2.3.7 热膨胀系数测试 | 第40-41页 |
| 2.4 活化表面状态测试 | 第41页 |
| 2.4.1 粗糙度及单晶硅片氧化层厚度测试 | 第41页 |
| 2.4.2 表面化学状态的表征 | 第41页 |
| 2.5 键合质量评价及界面微观结构表征 | 第41-45页 |
| 2.5.1 键合率测试 | 第41-42页 |
| 2.5.2 透光率测试 | 第42页 |
| 2.5.3 气密性测试 | 第42页 |
| 2.5.4 电性能测试 | 第42-43页 |
| 2.5.5 接头强度测试 | 第43页 |
| 2.5.6 玻璃浆料接头化学稳定性测试 | 第43页 |
| 2.5.7 微观结构分析 | 第43页 |
| 2.5.8 FIB制备TEM样品 | 第43-45页 |
| 第3章 铋系低熔点玻璃浆料网络结构及热性能控制 | 第45-76页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 铋系低熔点玻璃浆料的配方设计 | 第45-48页 |
| 3.2.1 Bi–B–Si三元玻璃配方设计 | 第45-46页 |
| 3.2.2 Bi–B–Zn三元玻璃配方设计 | 第46-47页 |
| 3.2.3 五元玻璃料的配方设计 | 第47-48页 |
| 3.3 Bi–B–Si玻璃的网络结构控制及热性能优化 | 第48-65页 |
| 3.3.1 铋系无铅玻璃网络结构的基本概念 | 第48页 |
| 3.3.2 Bi_2O_3含量对网络结构的影响 | 第48-52页 |
| 3.3.3 Bi_2O_3含量对热性能的影响 | 第52-54页 |
| 3.3.4 B_2O_3含量对网络结构的影响 | 第54-63页 |
| 3.3.5 玻璃网络结构对热性能的影响 | 第63-65页 |
| 3.4 Bi–B–Zn玻璃的网络结构控制及热性能优化 | 第65-72页 |
| 3.4.1 Bi_2O_3含量对网络结构及性能的影响 | 第65-69页 |
| 3.4.2 SiO_2含量对网络结构及性能的影响 | 第69-70页 |
| 3.4.3 TiO_2含量对网络结构及性能的影响 | 第70-72页 |
| 3.5 玻璃浆料低温烧结互连石英玻璃接头性能 | 第72-74页 |
| 3.5.1 不同温度对玻璃浆料烧结接头强度的影响 | 第73-74页 |
| 3.5.2 接头的耐水性测试 | 第74页 |
| 3.6 本章小结 | 第74-76页 |
| 第4章 玻璃表面网络结构活化低温直接键合石英玻璃 | 第76-99页 |
| 4.1 引言 | 第76页 |
| 4.2 直接键合对基片表面的要求 | 第76-80页 |
| 4.2.1 表面粗糙度 | 第76-78页 |
| 4.2.2 表面平整度 | 第78-80页 |
| 4.3 湿化学活化玻璃表面网络结构 | 第80-83页 |
| 4.3.1 石英玻璃表面网络结构 | 第80-82页 |
| 4.3.2 硅溶胶表面网络结构 | 第82-83页 |
| 4.4 表面活化低温直接键合石英玻璃工艺 | 第83-89页 |
| 4.4.1 键合温度对键合质量的影响 | 第85-86页 |
| 4.4.2 键合压力对键合质量的影响 | 第86页 |
| 4.4.3 预键合对键合质量的影响 | 第86-87页 |
| 4.4.4 非真空环境对键合质量的影响 | 第87页 |
| 4.4.5 键合时间对键合质量的影响 | 第87-88页 |
| 4.4.6 高温退火处理对键合强度的影响 | 第88-89页 |
| 4.5 石英玻璃直接键合界面微观结构观察 | 第89-96页 |
| 4.5.1 界面处TEM样品 | 第89-90页 |
| 4.5.2 电子能量损失谱简介 | 第90-93页 |
| 4.5.3 微观界面观察及EELS分析 | 第93-96页 |
| 4.6 低温制备石英玻璃毛细管的方法 | 第96-98页 |
| 4.6.1 键合方案设计 | 第96页 |
| 4.6.2 键合工艺 | 第96-97页 |
| 4.6.3 毛细管性能测试 | 第97-98页 |
| 4.7 本章小结 | 第98-99页 |
| 第5章 氧化硅表面网络结构活化低温直接键合单晶硅 | 第99-114页 |
| 5.1 引言 | 第99页 |
| 5.2 硅片表面状态 | 第99-101页 |
| 5.2.1 氧化层厚度及表面粗糙度 | 第99-100页 |
| 5.2.2 硅片表面氧化硅网络结构的控制 | 第100-101页 |
| 5.3 湿化学表面活化直接键合单晶硅工艺 | 第101-105页 |
| 5.3.1 氧化层厚度对键合质量的影响 | 第101-102页 |
| 5.3.2 键合温度对键合质量的影响 | 第102页 |
| 5.3.3 键合压力对键合质量的影响 | 第102-103页 |
| 5.3.4 预键合对键合质量的影响 | 第103页 |
| 5.3.5 非真空环境对键合质量的影响 | 第103页 |
| 5.3.6 键合时间对键合质量的影响 | 第103-104页 |
| 5.3.7 高温退火处理对键合强度的影响 | 第104-105页 |
| 5.3.8 直接键合形成的p-n结及其电性能测试 | 第105页 |
| 5.4 单晶硅直接键合界面微观结构观察 | 第105-112页 |
| 5.4.1 界面处SEM观察 | 第105-107页 |
| 5.4.2 微观界面分析 | 第107-112页 |
| 5.5 本章小结 | 第112-114页 |
| 第6章 基于网络结构控制的表面活化低温键合机理 | 第114-130页 |
| 6.1 引言 | 第114页 |
| 6.2 非晶氧化硅表面网络结构 | 第114-116页 |
| 6.2.1 石英玻璃表面网络结构 | 第114-116页 |
| 6.2.2 单晶硅表面网络结构 | 第116页 |
| 6.3 活化过程中非晶氧化硅表面网络结构的控制 | 第116-124页 |
| 6.3.1 活化后的石英玻璃表面网络结构 | 第116-117页 |
| 6.3.2 活化后的晶硅表面网络结构 | 第117页 |
| 6.3.3 水化层的形成 | 第117-118页 |
| 6.3.4 表面活化过程的热力学分析 | 第118-122页 |
| 6.3.5 表面活化方法与Zi Bond?技术的区别 | 第122-124页 |
| 6.4 预键合过程中界面网络结构的演变 | 第124-127页 |
| 6.4.1 相关的化学反应 | 第124-125页 |
| 6.4.2 硅氧键的自发形成过程 | 第125-127页 |
| 6.5 压力辅助低温键合过程中界面的闭合过程 | 第127-129页 |
| 6.6 本章小结 | 第129-130页 |
| 结论 | 第130-132页 |
| 参考文献 | 第132-144页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第144-146页 |
| 致谢 | 第146-147页 |
| 个人简历 | 第147页 |
