石墨烯表面处理及基于石墨烯浆料的硅—硅低温键合的研究

发布时间：2020-10-26 02:47

　　 石墨烯因为优异的电学、热学特性有望作为下一代的互连材料,但转移石墨烯表面通常会有PMMA残留的存在,这会影响器件的性能。因此,本文研究了转移石墨烯的表面处理,并提出了一种基于石墨烯浆料作为中间层的硅-硅低温键合的技术。首先,利用CVD法在铜箔上制备了单层石墨烯,并利用PMMA进行了石墨烯的转移,在Ar/H_2环境中对表面有PMMA残留的转移石墨烯进行退火处理。详细分析不同的退火条件对石墨烯表面PMMA残留产生的影响,结果表明PMMA残留的浓度随退火温度的升高而降低,在800℃时,PMMA残留几乎完全消失。接着,利用石墨烯浆料作为中间层在低温下实现了硅-硅键合。采用石墨烯粉末、炭黑等作为导电剂和PVDF粘结剂混合并溶于有机溶剂中形成石墨烯浆料用作硅-硅键合中间层。研究了不同键合条件下的键合结果。随着键合温度的升高到200℃,中间层的电阻逐渐减小并趋于稳定;在键合温度为200℃、键合压力为2000N、键合时间为30min时,键合强度约为5.5MPa,键合强度较好。通过SEM分析,发现键合界面不存在裂缝、孔隙等缺陷。根据键合结果,对基于石墨烯浆料中间层的键合机理进行了初步的探讨。基于石墨烯浆料的硅-硅低温键合技术在实验和理论上都具有一定的可行性,为微电子封装技术提供一种新的键合技术选择。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN405;TQ127.11
【部分图文】：

图 2.1 双温区管式炉Fig 2.1 High temperature two zone tube furnace裂解为碳原子的过程能够充分进行。H2也有两个箔表面的铜氧化物发生还原反应；第二是 H2参与烯的质量，而且已证明了 CH4高温分解出的 H2不图 2.1 所示，是制备石墨烯所使用的设备实物图步骤是：的大小，裁剪不同尺寸的铜箔样品，本实验中将厚 7cm x 8cm，将裁剪后的铜箔样品放入石英管中，管式炉的加热处，使铜箔表面的温度达到系统工是石英管上用内六角扳手均匀拧紧，关闭进气阀，开始抽真空，观察压力计达到最小的时候关闭

图 2.5 探针和样品之间的作用力与距离的变化曲线 2.5 The force and distance curve between the probe and the s墨烯表面形貌及表面残留颗粒大小和分布，在本文000 型原子力显微镜对处理前后石墨烯表面进行分VD 法制备和湿法转移的未处理石墨烯样品的表面形，但是有很多 PMMA 残留存在，且分布不均匀。转移石墨烯的表面形貌，我们将在第三章进行详细排斥力吸引力轻敲模式接触模式 非接触模式距离

因此，本文研究了基于石墨中间层，在低温下实现两硅基艺成本较低，具有一定的应用方法料导电性能较好，但是烧结后，石墨烯浆料的配制过程中加F(聚偏氟乙烯)，实验室中常见如图 4.1 所示，由 C-H 键和 C接而成。它可以由偏氟乙烯一含氟乙烯基单体的多种单体共紧密，分子式中以氟原子和碳绕着分子链，具有保护碳链不
【参考文献】

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本文编号：2856372