在許多電氣和傳感器應(yīng)用中，SOI(絕緣體上硅)晶片已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的硅晶片，SOI晶片具有不同的掩埋氧化物(BOX)和SOI層厚度，粘合界面的強度通常用裂紋張開法測量，然而，當一種或兩種結(jié)合材料是易碎的，例如玻璃或薄晶片時，使用裂紋張開方法是相當困難的，在這些情況下，刀片的插入通常導致晶片之一的破裂，而不是裂紋的形成；另一個限制是刀片需要有插入的地方，例如兩個圓形晶片之間的開口，因此表面能只能從靠近晶片邊緣的區(qū)域測量，裂紋張開法在測量強鍵時也有問題，在這項工作中，我們?nèi)A林科納將提出粘接界面的高頻蝕刻作為評估粘接強度的替代方法。

為了評估這種方法，我們創(chuàng)建了不同的鍵合界面(硅/氧化物、氧化物/氧化物、硅/玻璃、氧化物/玻璃)，在100 ℃- 1100℃下對晶片對進行退火，為了進行蝕刻測試，使用劃片機在鍵合晶片的表面上切割凹槽，隨后樣品在50% HF溶液中蝕刻10分鐘，在SOI結(jié)構(gòu)中，通過使用掃描電子顯微鏡(SEM)測量了從凹槽到氧化物壁的蝕刻距離(圖1)，在硅/玻璃結(jié)構(gòu)中，測量了“肩部”的寬度(圖2)。

為了比較，用裂紋張開法測量了SOI樣品的有效表面能，表面能和蝕刻距離之間的關(guān)系如圖3所示，在所有測量的SOI結(jié)構(gòu)中，鍵合界面處的蝕刻發(fā)生得比氧化物的其他部分更快，然而在強接合的情況下，蝕刻速率之間的差異相對較小(圖1)，在硅/玻璃鍵合中，發(fā)現(xiàn)“肩”的長度隨著退火溫度的升高而減小。

在本文中我們?nèi)A林科納證明了在裂紋張開法不適用的許多實際情況下，HF腐蝕試驗可用于評估粘結(jié)強度。

審核編輯：符乾江