一种磷化铟和硅晶片键合方法与流程

本发明涉及半导体光电技术领域，具体涉及一种磷化铟和硅晶片键合方法。

背景技术：

随着信息产业的爆炸式发展，全球互联网流量急剧增长，导致信息通信和高性能计算等领域面临着成本、宽带、集成度等方面的挑战，而基于硅基光子学的光互连技术被广泛认为是应对这些挑战的有效解决方案，在硅基光子学中，由于受限于硅材料间接带隙的特性，硅基集成光源的研究一直发展缓慢。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种磷化铟和硅晶片键合方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种磷化铟和硅晶片键合方法，包括依次进行的如下子步骤：

步骤一：对磷化铟晶片和硅晶片进行表面清洗：将硅晶片依次放置于丙酮、异丙醇与去离子水中各用超声清洗20分钟后，浸泡在浓度为2%的稀释氢氟酸溶液中去除表面的氧化层，再放入浓度为80%的浓硫酸溶液中浸泡10分钟，最后放进去离子水清洗并用氮气吹干；将磷化铟晶片依次放置于丙酮、异丙醇与去离子水中各用超声清洗20分钟后，放进30%浓度的氨水及浓度为4%的氢氟酸中进行短时间浸泡，然后用去离子水洗净用氮气吹干备用；

步骤二：将磷化铟和硅晶片进行对准强压，使二者紧密贴合并使表面材料在范德华力作用下结合从而具有一定结合强度的预键合状态；

步骤三：将预键合状态的晶片进行加压退火：将预键合状态的晶片放置在充满氮气的环境下使用石墨夹具以1.5mpa的压强夹持住，然后以10℃/min的速度将温度升至300℃，并保持8小时后，以5℃/min的速度降至室温。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明键合的晶片接触角低、表面氧化物含量含量较高、亲水性强。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明：

一种磷化铟和硅晶片键合方法，包括依次进行的如下子步骤：

步骤一：对磷化铟晶片和硅晶片进行表面清洗：将硅晶片依次放置于丙酮、异丙醇与去离子水中各用超声清洗20分钟后，浸泡在浓度为2%的稀释氢氟酸溶液中去除表面的氧化层，再放入浓度为80%的浓硫酸溶液中浸泡10分钟，最后放进去离子水清洗并用氮气吹干；将磷化铟晶片依次放置于丙酮、异丙醇与去离子水中各用超声清洗20分钟后，放进30%浓度的氨水及浓度为4%的氢氟酸中进行短时间浸泡，然后用去离子水洗净用氮气吹干备用；

步骤二：将磷化铟和硅晶片进行对准强压，使二者紧密贴合并使表面材料在范德华力作用下结合从而具有一定结合强度的预键合状态；

步骤三：将预键合状态的晶片进行加压退火：将预键合状态的晶片放置在充满氮气的环境下使用石墨夹具以1.5mpa的压强夹持住，然后以10℃/min的速度将温度升至300℃，并保持8小时后，以5℃/min的速度降至室温。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：技术总结本发明涉及一种磷化铟和硅晶片键合方法，包括依次进行的如下子步骤：步骤一：对磷化铟晶片和硅晶片进行表面清洗：将硅晶片依次放置于丙酮、异丙醇与去离子水中各用超声清洗后，用去离子水洗净用氮气吹干备用；步骤二：将磷化铟和硅晶片进行对准强压，使二者紧密贴合并使表面材料在范德华力作用下结合从而具有一定结合强度的预键合状态；步骤三：将预键合状态的晶片进行加压退火：将预键合状态的晶片放置在充满氮气的环境下使用石墨夹具夹持住，然后将温度升至300℃，并保持8小时后，降至室温。技术研发人员：詹亿运受保护的技术使用者：詹亿运技术研发日：2018.04.28技术公布日：2019.11.05