[发明专利]石英与硅的直接键合方法

说明书

本发明提供一种石英与硅的直接键合方法，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石英片的表面生长二氧化硅薄膜；S2、对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石英片与硅片直接键合。本发明在常温下即可完成石英片与硅片的键合，无需高温条件，也不含有铵离子，与后续的MOS工艺相兼容，拓展了集成电路的应用范围，保证了产品的成品率和质量。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种石英与硅的直接键合方法。

背景技术

在微机械传感器和光电传感器中，以石英玻璃作为硅器件的衬底，具有良好的绝缘性能和绝热性能，器件的分布电容小，热噪声小。以石英玻璃作为器件的封盖，不但具有透明透光的特性，而且具有良好的气密性。但一直以来石英与硅片并不能直接键合在一起，需要依靠阳极键合即静电键合的工艺来完成，这种键合技术需要300～450℃的高温条件，并且含有钠离子，与后续的MOS工艺不兼容，对后续的工艺制造产生一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种石英与硅的直接键合方法，以代替常规的静电键合，在常温下即可完成石英与硅的直接键合。

为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

本发明提供的石英与硅的直接键合方法，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石英片的表面生长二氧化硅薄膜；

S2、对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石英片与硅片直接键合。

优选地，在步骤S1中，当提供石英片与硅片之后，通过化学清洗液对硅片与石英片进行清洗，使得硅片的表面与石英片的表面的颗粒度小于10颗。

优选地，步骤S1中二氧化硅薄膜的生长厚度为1μm～2μm。

优选地，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。

优选地，步骤S201的工艺参数如下：

研磨腔中放置石英片的转盘的转速为90～120转/min，石英片的研磨压力为3～8psi，通入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：

抛光腔中放置石英片的转盘的转速为60～100转/min，石英片的抛光压力为0.5～1.5psi，通入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：

超声腔中放置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：清洗腔中的毛刷的转速为300～500转/min，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：超声腔中放置石英片的转盘的转速为1500～2500转/min。

优选地，二氧化硅薄膜的厚度为500～600nm。

优选地，步骤S3具体包括如下步骤：