[发明专利]石英与硅的直接键合方法

权利要求书

1.一种石英与硅的直接键合方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、提供石英片与硅片，并利用化学气相沉积法在所述石英片的表面生长二氧化硅薄膜；

S2、对所述二氧化硅薄膜进行化学机械研磨；

S3、利用研磨后的二氧化硅薄膜将所述石英片与所述硅片直接键合。

2.如权利要求1所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，在步骤S1中，当提供石英片与硅片之后，通过化学清洗液对所述硅片与所述石英片进行清洗，使得所述所述硅片的表面与所述石英片的表面的颗粒度小于10颗。

3.如权利要求2所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，步骤S1中二氧化硅薄膜的生长厚度为1μm～2μm。

4.如权利要求1所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：

S201、将生长有二氧化硅薄膜的石英片放入研磨腔中进行研磨；

S202、将研磨后的石英片放入抛光腔中进行抛光；

S203、将抛光后的石英片放入超声腔中进行超声波清洗；

S204、将超声波清洗后的石英片放入清洗腔中进行刷洗；

S205、将刷洗后的石英片放入甩干腔中进行甩干。

5.如权利要求4所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，步骤S201的工艺参数如下：

所述研磨腔中放置所述石英片的转盘的转速为90～120转/min，所述石英片的研磨压力为3～8psi，通入所述研磨腔中的研磨液的流量为100～200ml/min；

步骤S202的工艺参数如下：

所述抛光腔中放置所述石英片的转盘的转速为60～100转/min，所述石英片的抛光压力为0.5～1.5psi，通入所述抛光腔中的抛光液的流量为200～300ml/min；

步骤S203的工艺参数如下：

所述超声腔中放置所述石英片的转盘的转速为5～15转/min，超声能量为400～500W；

步骤S204的工艺参数如下：所述清洗腔中的毛刷的转速为300～500转/min，所述清洗腔中所使用的清洗液为氨水和去离子水的混合溶液；

步骤S205的工艺参数如下：所述超声腔中放置所述石英片的转盘的转速为1500～2500转/min。

6.如权利要求5所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，所述二氧化硅薄膜的厚度为500～600nm。

7.如权利要求1所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：

S301、分别对研磨后的二氧化硅薄膜的表面与所述硅片的表面激活等离子体，以在所述二氧化硅薄膜的表面与所述硅片的表面吸附羟基；

S302、对激活等离子体后的二氧化硅薄膜与硅片进行表面亲水处理，以在所述二氧化硅薄膜的表面与所述硅片的表面吸附羟基；

S303、将所述硅片移动到所述二氧化硅薄膜的上方，对所述硅片施加压力使其与所述二氧化硅薄膜接触，通过所述二氧化硅薄膜的表面吸附的羟基与所述硅片的表面吸附的羟基的作用完成所述硅片与所述石英片的直接键合。

8.如权利要求7所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，在步骤S303中，所述硅片与所述二氧化硅薄膜的间距为40～60μm，对所述硅片施加的压力为2000～3000mN，所述硅片与所述二氧化硅薄膜的作用时间为2～5s。

9.如权利要求1所述的石英与硅的直接键合方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括如下步骤：

S4、对完成键合的石英片与硅片进行退火处理；其中，升温速率为1～2C/min，退火温度为150～200℃，退火时间为1～2h。