阳极键合中硅-金界面接触特性研究

发布时间：2023-04-08 04:09

　　阳极键合技术是指通过化学和物理作用将硅片与玻璃结构紧密地结合起来的一种半导体制造方法,具有键合温度低、键合界面牢固、长期稳定性好等优点,广泛应用于微系统的支撑结构制作与复杂电极间的电学连接。键合质量的好坏取决于键合界面的接触状态,因此研究接触特性对键合性能的评估与优化具有十分重要的理论价值与工程意义。本文以阳极键合中的硅-金接触界面为对象,从理论分析、建模方法、仿真及应用等方面对其键合接触特性展开了深入而系统的研究,主要内容如下:1.基于赫兹接触理论,建立了粗糙表面弹塑性接触的力学模型,并分析了塑性变形发生的条件,计算得到单粗糙峰在弹性接触和塑性接触下的接触面积和接触力,在此基础上推导出两随机粗糙表面接触时的接触面积和接触力。2.对不同接触情况下的接触电阻计算方法进行了详细的介绍,并根据实际的硅-金接触半径大小建立了准确的微接触电阻模型。在已知接触面积的前提下,计算得到单个粗糙峰在弹性接触和塑性接触时接触电阻的上下限,从而推导出两随机粗糙表面接触时的接触电阻上下限。3.根据硅片和金电极的表面粗糙度构建了对应的高斯粗糙表面,并通过逆向工程技术进行曲面重建。将重建曲面导入Workbench...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 微结构接触的国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 本论文的结构安排
第二章 粗糙表面接触的力学特性研究
    2.1 表面形貌参数
    2.2 粗糙表面与刚性平面接触的力学模型
        2.2.1 单粗糙峰接触
        2.2.2 高斯粗糙表面接触
    2.3 硅-金粗糙表面接触力学特性分析
        2.3.1 模型主要参数的确定
        2.3.2 接触面积和接触力随两表面间隙的变化
    2.4 本章小结
第三章 粗糙表面接触的电学特性研究
    3.1 表面电接触模型
    3.2 粗糙表面与刚性平面的接触电阻模型
        3.2.1 单粗糙峰接触电阻
        3.2.2 高斯粗糙表面接触电阻
    3.3 硅-金粗糙表面接触电阻分析
    3.4 本章小结
第四章 粗糙表面接触的有限元仿真分析
    4.1 高斯粗糙表面构建
    4.2 硅-金-玻璃接触有限元模型的建立
    4.3 硅-金-玻璃接触模型多物理场耦合分析
        4.3.1 接触面积与接触载荷计算
        4.3.2 接触电阻计算
    4.4 本章小结
第五章 硅-金接触电阻的测量及其影响分析
    5.1 硅-金接触电阻测量实验
    5.2 接触电阻对微加速度计输出的影响分析
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3785974