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Area Micro-electromechanical systems (MEMS) / Bonding and assembling technology

IEV ref 523-06-02

en
anodic bonding
technique of bonding a glass substrate, which contains movable ions, and a substrate of silicon, metal, and so on, where the substrates are softened by heat, and bonded by the electrostatic attraction of a double layer produced by applying a high voltage across the substrates with the glass side as cathode

Note 1 to entry: High-precision bonding is achieved owing to the bonding process in the substrates' solid state. The bonding strength largely depends on the flatness of the surfaces, although this is not as critical as for silicon fusion bonding. Bonding silicon wafers with materials such as borosilicate or tempered glass enables structures with internal cavities, such as capacitive pressure sensors and micropumps, to be fabricated. When bonding two silicon wafers or a silicon wafer and a metal wafer, a thin glass film is formed on the contacting surface of the wafers, or the surface of the silicon wafer is oxidized. The problem with the use of thin films is that, at high bonding temperatures, the dielectric breakdown voltage of the films is lowered to the point that sufficient voltage cannot be applied. To reduce the process temperature to room temperature, attempts are being made to form a glass film with a low melting point by sputtering. This resolves problems such as the strain and deformation caused by thermal stress, and introduces benefits such as improvement in precision and widening the choice of materials.


[SOURCE: IEC 62047-1:2016, 2.6.3]


fr
collage anodique, m
technique de collage d’un substrat de verre contenant des ions mobiles et d’un substrat de silicium, de métal, etc., où les substrats sont ramollis par la chaleur et collés par l’attraction électrostatique d’une double-couche produite en appliquant une haute tension à travers les substrats dont la face en verre fait office de cathode

Note 1 à l’article: Le résultat obtenu est un collage haute précision, en raison du procédé de collage au niveau de l’état solide des substrats. La résistance de collage dépend pour une grande part de l’uniformité des surfaces, bien que cela ne soit pas aussi critique que pour le collage par fusion du silicium. Le collage des tranches de silicium avec des matériaux tels que le verre borosilicate ou le verre trempé permet la fabrication de structures à cavités internes, telles que les capteurs de pression capacitifs et les micropompes. Lors du collage de deux tranches de silicium ou d’une tranche de silicium et d’une tranche de métal, une couche mince de verre se forme sur la surface de contact des tranches, ou bien la surface de la tranche de silicium est oxydée. Le problème de l’utilisation des couches minces réside dans le fait que, à haute température de collage, la tension de rupture diélectrique des couches est diminuée au point qu’une tension suffisante ne peut pas être appliquée. Pour réduire la température du procédé à la température ambiante, des tentatives sont effectuées pour former une couche de verre présentant un bas point de fusion, par pulvérisation sous vide. Cela résout des problèmes tels que la contrainte et la déformation causées par une contrainte thermique, et cela amène des points positifs tels qu’une amélioration de la précision et un large choix de matériaux.


[SOURCE: IEC 62047-1:2016, 2.6.3]


de
anodisches Bonden, n

ja
陽極接合

pl
łączenie anodowe, n

pt
colagem anódica

zh
阳极键合

Publication date: 2018-12
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