[发明专利]一种蓝宝石压力敏感芯片的直接键合方法

摘要

一种蓝宝石压力敏感芯片的直接键合方法，本发明属于MEMS工艺技术领域，它为了解决现有工艺难以实现蓝宝石压力敏感结构中蓝宝石晶片的直接键合，以及制备得到的压力传感器的工作温度较低的问题。直接键合方法：一、对一片蓝宝石晶片刻蚀出凹腔，然后进行预划片；二、两片蓝宝石晶片置于稀硫酸中形成羟基层；三、两片蓝宝石晶片对准叠放进行预键合；四、对预键合的蓝宝石晶片在1150～1350℃的温度下持续加热进行高温键合；五、退火处理；六、切割成芯片。本发明在直接键合时采用热辐射和加热台两种加热方式，并通过预划片的方式提升键合成功率，该蓝宝石压力敏感芯片的结构中不使用粘合剂或者中间层，工作温度可达到1500℃左右。

主权项

一种蓝宝石压力敏感芯片的直接键合方法，其特征在于是按下列步骤实现：一、将蓝宝石晶片B(3‑2)刻蚀出凹腔，然后采用机械切割或激光切割对蓝宝石晶片B(3‑2)进行预划片，得到刻蚀的蓝宝石晶片B(3‑2)；二、将蓝宝石晶片A(3‑1)和刻蚀的蓝宝石晶片B(3‑2)依次经过RCA清洗和去离子水超声清洗，然后经浓磷酸溶液腐蚀处理后置于浓度为0.5～1mol/L稀硫酸中形成羟基层，用去离子水冲洗后得到亲水预处理后的蓝宝石晶片A(3‑1)和蓝宝石晶片B(3‑2)；三、将亲水预处理后的蓝宝石晶片A(3‑1)和蓝宝石晶片B(3‑2)对准叠放，放入键合机中进行预键合，得到预键合的蓝宝石晶片(3)；四、把预键合的蓝宝石晶片(3)置于高温夹具中固定，然后放置在直接键合装置的真空室中，在真空室的内壁上设置有辐射屏(1)，在真空室底板的上表面设置有加热台(2)，装夹有预键合的蓝宝石晶片(3)的高温夹具置于加热台(2)上，在1150～1350℃的温度下持续加热40～60小时进行高温键合，得到键合后的蓝宝石晶片(3)；五、将步骤四得到的键合后的蓝宝石晶片(3)再放入直接键合装置中以1150～1250℃的温度进行退火处理，得到退火后的蓝宝石晶片(3)；六、按照步骤一预划片的图形将退火后的蓝宝石晶片(3)切割成芯片，在蓝宝石芯片A(7‑1)与蓝宝石芯片B(7‑2)之间形成真空腔(8)，得到蓝宝石压力敏感芯片(7)。