100面硅片亲水处理

1. 清洗硅片的顺序

太阳能硅片表面等离子体清洗工艺

硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉。 去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易，清洗彻底，无反应物残留，所霈工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。

等离子硅片清洗条件参数：
1、硅片表面残留颗粒的等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗流程，然后进行该气体等离子体启辉；所用气体选自02、Ar、N2中的任一种；气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，时间1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力1040毫托，工艺气体流量100-500sccm，上电极功率250-400W，时间1-10s。
2、如1所述的等离子体清洗方法，其特征在于所用气体为02。
3、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss。
4、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，时间1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，上电极功率250-400W，时闾1-5s。
5、等离子体清洗方法，其特征在于气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss

说 明 书

等离子清洗涉及刻蚀工艺领域，并且完全满足去除刻蚀工艺后硅片表面残
留颗粒的清洗。
背景技术
在刻蚀过程中，颗粒的来源很多：刻蚀用气体如Cl2、HBr、CF4等都具有腐蚀性，刻蚀结束后会在硅片表面产生一定数量的颗粒；反应室的石英盖也会在等离子体的轰击作用下产生石英颗粒；反应室内的内衬( liner)也会在较长时间的刻蚀过程中产生金属颗粒。刻蚀后硅片表面残留的颗粒会阻碍导电连接，导致器件损坏。因此，在刻蚀工艺过程中对颗粒的控制很重要。
目前，常用的去除硅片表面颗粒的方法有两种：一种是标准清洗( RCA)清洗技术，另一种是用硅片清洗机进行兆声清洗。RCA清洗技术所用清洗装置大多是多槽浸泡式清洗系统。其清洗工序为：一号液( SC-1)(NH40H+H202)—，稀释的HF(DHF)(HF+H20)—，二号液( SC-2)(HCl+ H202)。其中，SC．1主要是去除颗粒沾污（粒子），也能去除部分金属杂质。去除颗粒的原理为：硅片表面由于H202氧化作用生成氧化膜（约6nm，呈亲水性），该氧化膜又被NH40H腐蚀，腐蚀后立即发生氧他，氧化和腐蚀反复进行，附着在硅片表面的颗粒也随腐蚀层而落入清洗液内。自然氧化膜约0.6nm厚，与NH40H和H202的浓度及清洗液温度无关。SC-2是用H202和HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与未被氧化的金属作用生成盐，并随去离子水冲洗而被去除，被氧化的金属离子与CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。RCA清洗技术存在以下缺陷：需要人工操作，劳动量大，操作环境危险；工艺复杂，清洗时间长，生产效率低；清洗溶剂长期浸泡容易对硅片过腐蚀或留下水痕，影响器件性能；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高；去除
粒子效果较好，但去除金属杂质Al、Fe效果欠佳。
用硅片清洗机进行兆声清洗是将硅片吸附在静电卡盘( chuck)上，清洗过程中硅片不断旋转，清洗液喷淋在硅片表面。可以进行不同转速和喷淋时间的设置，连续完成多步清洗步骤。典型工艺为：兆声_氨水+双氧水（可以进行加温）_水洗_盐酸+双氧水-水洗_兆声一甩干。
用硅片清洗机进行兆声清洗的缺陷表现为：只能进行单片清洗，单片清洗时间长，导致生产效率较低；清洗剂和超净水消耗量大，生产成本高。

等离子清洗硅片表面颗粒原理：
等离子体清洗方法的原理为：依靠处于“等离子态”的物质的“活化作用，，达到去除物体表面颗粒的目的。它通常包括以下过程：a．无机气体被激发到等离子态；b．气相物质被吸附在固体表面；c．被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；d．产物分子解析形成气相；e．反应残余物脱离表面。
等离子体清洗方法，它包括以下步骤：首先进行气体冲洗（purge）流程，然后进行该气体等离子体启辉。
所用工艺气体选自02、Ar、N2中的任一种。优选地，所用工艺气体选
02。
以上所述的等离子体清洗方法，氕体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，时间1-5s；启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-40毫托，工艺气体流量100-500sccm，上电极功率250-400W，时间1-10s。
优选地，气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，时间1-5s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力10-20毫托，工艺气体流量100-300sccm，上电极功率250-400W，时间1.Ss。
更优选地，气体冲洗流程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，时间3s;启辉过程的工艺参数设置为：腔室压力15毫托，工艺气体流量300sccm，上电极功率300W，时间Ss。
等离子清洗硅片后效果：
本发明所述的去除硅片表面颗粒的等离子体清洗方法过程控制容易，清洗彻底，无反应物残留，所需工艺气体无毒，成本低，劳动量小，工作效率高。
附图说明
图1等离子体清洗前后的CD-SEM（关键尺寸量测仪器）图片；
其中，CD: Criticaldimension关键尺寸。
图2等离子体清洗前后的FE-SEM（场发射显微镜）图片；
其中，FE: field emission场发射。
图3等离子体清洗前后的particle（粒子）图片。
在进行完BT（break through自然氧化层去除步骤）、ME（Main Etch主刻步骤）、OE（过刻步骤）的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行02的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为15毫托，02流量为300sccm，通气时间为3s;然后，进行含有02的启辉过程：腔室压力设置为15毫托，02流量为300sccm，上RF的功率设置为300W．启辉时间为Ss。
采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。
在进行完BT、ME、OE的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行Ar的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为10毫托，Ar流量为100sccm，通气时间为Ss;然后，进行含有Ar的启辉过程：腔室压力设置为10毫托，Ar流量为100sccm，上RF的功率设置为400W，启辉时间为10s。
采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。
在进行完BT、ME、OE的刻蚀过程后，立即在ICP等离子体刻蚀机( PM2)中进行以下气体等离子体冲洗和启辉流程：首先，进行N2的清洗过程，去除上一步的残留气体，腔室压力设置为40毫托，N2流量为500sccm，通气时间为Ss;然后，进行含有N2的启辉过程：腔室压力设置为40毫托，N2流量为500sccm，上RF的功率设置为250W，启辉时间为10s。
采用本工艺有效去除了刻蚀工艺后硅片表面残留的颗粒。
南京世锋科技等离子研究中心 QQ283加5883加29

2. 硅片为什么可以和异丙醇接触角这么小

1)亲水处理溶液具有氧化作用，使硅片表面生成本征氧化层形成羟基。
2)亲水处理溶液对硅片表面最好没有腐蚀作用。
3)亲水处理溶液对硅片表面去污能力强。硅片键合常用的氧化性亲水处理溶液有H2SO4/H2..

3. 二次清洗去PSG后的硅片是否具有亲水性

1. 去PSG，即是去除表面的含磷（P）二氧化硅（SiO2）层，即磷硅玻璃层

2. 去除后的硅片表面是亲水的

3. 去除不干净的话，在滴水测试时水滴不会展开成面，这时就会制绒面疏水，另一面相对亲水

4. 裸露的硅片表面呈疏水状态，怎么改变其亲水性能

Si是不用于水的，所以Si是疏水性的。

亲水性（hydrophilic）,对水具有亲合力的性能.如·：金属版材如铬、铝、锌及其生成的氢氧化物以及具有毛细现象的物质都有良好的亲水效果.在有机物中表现为羟基和羧基等的亲水性,即它们使该有机物易溶于水.

疏水性（hydrophobic）,对水具有排斥能力的性能.如：印版图文的亲油成分和印刷油墨都具有良好的疏水性.在有机物中表现为烷基和苯环等的疏水性,即它们使该有机物难溶于水.
Si有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，
密度2.32-2.34克/立方厘米，熔点1410℃，沸点2355℃，晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽。

5. 如何对硅片表面进行疏水处理

使用硅偶联剂或氟硅偶联剂。

6. 大陆什么台看香港跑马———裸露的硅片表面呈疏水状态，怎么改变其亲水性能

用一号洗液与二号洗液清洗硅片表面，彻底清除油污，可以改变表面的疏水特性。因为硅表面的原子价互相结合时有疏水性，但是互相结合的原子价经过表面清洗处理可以打开为自由活性基，就使其具有亲水性。一号液去除油污，二号液可以使表面性质改变为亲水。两者结合就能很好达到目的要求。

7. 如何清洗硅片

清洗方法
（一）RCA清洗：
RCA 由Werner Kern 于1965年在N.J.Princeton 的RCA 实验室首创, 并由此得名。RCA 清洗是一种典型的湿式化学清洗。RCA 清洗主要用于清除有机表面膜、粒子和金属沾污。

1、颗粒的清洗
硅片表面的颗粒去除主要用APM ( 也称为SC1) 清洗液(NH4OH + H2O2 + H2O) 来清洗。在APM 清洗液中,由于H2O2的作用,硅片表面有一层自然氧化膜(SiO2) , 呈亲水性, 硅片表面和粒子之间可用清洗液浸透, 硅片表面的自然氧化膜和硅被NH4OH 腐蚀,硅片表面的粒子便落入清洗液中。粒子的去除率与硅片表面的腐蚀量有关, 为去除粒子,必须进行一定量的腐蚀。在清洗液中, 由于硅片表面的电位为负, 与大部分粒子间都存在排斥力, 防止了粒子向硅片表面吸附。
表2常用的化学清洗溶液
名称 组成
作用
SPM
H2SO4∶H2O2∶H2O
去除重有机物沾污。但当沾污非常严重时, 会使有机物碳化而难以去除
DHF
HF∶(H2O2)∶H2O
腐蚀表面氧化层, 去除金属沾污

APM(SC1) NH4OH∶H2O2∶H2O 能去除粒子、部分有机物及部分金属。此溶液会增加硅片表面的粗糙度
HPM(SC2) HCl∶(H2O2)∶H2O 主要用于去除金属沾污

2、表面金属的清洗
(1) HPM (SC22) 清洗 (2) DHF清洗
硅片表面的金属沾污有两种吸附和脱附机制: (1) 具有比硅的负电性高的金属如Cu ,Ag , Au , 从硅表面夺取电子在硅表面直接形成化学键。具有较高的氧化还原电位的溶液能从这些金属获得电子, 从而导致金属以离子化的形式溶解在溶液中, 使这种类型的金属从硅片表面移开。(2) 具有比硅的负电性低的金属, 如Fe , Ni ,Cr , Al , Ca , Na , K能很容易地在溶液中离子化并沉积在硅片表面的自然氧化膜或化学氧化膜上。这些金属在稀HF 溶液中能随自然氧化膜或化学氧化膜容易地除去。

3、有机物的清洗
硅片表面有机物的去除常用的清洗液是SPM。SPM 具有很高的氧化能力, 可将金属氧化后溶于溶液中, 并能把有机物氧化生成CO2 和水。SPM 清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属,但是当有机物沾污较重时会使有机物碳化而难以去除。经SPM 清洗后, 硅片表面会残留有硫化物,这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。
（二）气相干洗
气相干洗是在常压下使用HF 气体控制系统的湿度。先低速旋转片子, 再高速使片子干燥, HF 蒸气对由清洗引起的化学氧化膜的存在的工艺过程是主要的清洗方法。另一种方法是在负压下使HF 挥发成雾。低压对清洗作用控制良好,可挥发反应的副产品, 干片效果比常压下好。并且采用两次负压过程的挥发, 可用于清洗较深的结构图形, 如对沟槽的清洗。

MMST工程
主要目标是针对高度柔性的半导体制造业而开发具有快速周期的工艺和控制方法。能够通过特定化学元素以及成分直接对硅片表面进行清理，避免了液体带来的成分不均匀和废液的回收问题，同时节约了成本。
1、氧化物去除：
用气相HF/水汽去除氧化物，所有的氧化物被转变为水溶性残余物, 被水溶性去除。绕开了颗粒清除过程，提高了效率。
2、金属化后的腐蚀残余物去除：
气相HF/氮气工艺用于去除腐蚀残余物，且金属结构没有被钻蚀。这个工艺避免了昂贵而危险的溶剂的使用, 对开支、健康、安全和环境等因素都有积极的影响。
3、氮化硅和多晶硅剥离：
在远离硅片的一个陶瓷管中的微波放电产生活性基, 去除硅片上的氮化硅和多晶硅, 位于陶瓷管和硅片之间的一块挡板将气体分散并增强工艺的均匀性, 剥离工艺使用NF3,Cl2,N2和O2的组合分别地去除Si3N4, 然后去除多晶硅。
4、炉前清洗：
用气相HF/HCl气体进行炉前清洗并后加一个原位水冲洗过程, 金属粒子的沾污被去除到了总反射X射线荧光光谱学(XRF)的探测极限范围之内。
5、金属化前,等离子腐蚀后和离子注入后胶的残余物去除:
臭氧工艺以及气相HF/氮气工艺还需进一步的改进才能应用。但是有一种微剥离工艺，用SC1/超声过程去除最后的颗粒。

8. Si是亲水性的还是疏水性的

疏水。具体咋样，偶也不熟悉，希望自己找的文档对你会有帮助。
非晶碳薄膜润湿性能的可控性研究

：以甲基三乙氧基硅烷(MTES)替代部分正硅酸乙酯(TEoS)作为前驱物，用溶胶一凝胶法制备了MTES改性二氧化硅溶胶和二氧化硅膜，研究了憎水基团的添加量对溶胶体系的稳定性和对二氧化硅膜润湿性以及水汽稳定性的影响．结果表明，随MTES／TEOS摩尔比增大，二氧化硅溶胶的稳定性降低，改性二氧化硅膜的表面自由能显著减小；表面润湿性降低，主要是表面张力中极性力的贡献，FTIR分析表明，这是由于二氧化硅颗粒表面一CH3非极性基团增加所致；在潮湿环境中陈化时，二氧化硅膜接触角的变化及吸水率随MTES／TEOS摩尔比增大而减小，疏水性二氧化硅膜的MTES／TEoS宜为0．8一1．0；AFM形貌分析表明陶瓷支撑体上的二氧化硅薄膜连续，膜表面较光滑、平整．关键词：二氧化硅膜；改性；润湿性；

润湿性能是固体表面的重要特征之一，它是由表面的化学组成和微观几何结构共同决定的。无论是在工农业生产还是人们的日常生活中，润湿都是一种非常重要的现象，具有特殊润湿性和可控润湿性材料一直是人们关注的热点，比如超疏水材料(接触角大于150°)在窗户和天线的防雪防霜，汽车挡风玻璃的自清洁，以及生物细胞的活动等领域已经或者即将发挥极大的作用。作为一种经济适用并且环境友好的光电器件材料，非晶碳薄膜因其众多优良的特性而引起广泛研究兴趣。因此，辅之以特殊的润湿性能，非晶碳薄膜必将发挥更大的优势。 本文采用磁控溅射系统在普通玻璃和单晶硅上获得了具有不同表面形貌特征的非晶碳薄膜，此外利用等离子体表面处理系统，通过改进工艺方法，优化工艺条件，对非晶碳薄膜表面化学组成进行调控，获得了润湿性能从超亲水到超疏水范围变化的表面。系统地研究了工艺参数对非晶碳薄膜的表面结构以及润湿性能的影响，此外还对非晶碳薄膜润湿性能的环境稳定性进行了评估。 本论文的主要的研究工作进展如下：1.通过调控溅射工艺成功制备具有显著差异的表面形貌的非晶碳薄膜，其表面特征为从光滑平坦过渡到具有丰富的孔隙和极其复杂的皱褶的分形结构。而有趣的是，这种分形结构非常类似于自然界中荷叶的表面微观结构，这是目前在碳薄膜中首次发现具有这样特征的结构。对具有不同表面特征薄膜的润湿性能测试表明：仅仅通过工艺的调控，形貌的改变就可以使非晶碳薄膜的表面从非常亲水(接触角为40°)到超疏水(接触角为152°)大范围的浮动。 2.通过计盒分维法将不同形貌的薄膜定量描述。随着分形维数的增大，薄膜的表面具有更加复杂的结构，表面有更多和更精细的具有纳米尺度的凹凸、皱褶和缺陷结构，具有更大的吸附和容纳气体的能力，从而提高水滴薄膜表面的接触角。其中当沉积温度为400°C的时候，具有类荷叶的表面微细结构的分维达到了2.59，而气体所占的分数为0.98。 3.通过对具有特殊形貌的非晶碳薄膜进行CF4等离子体表面处理来调控其表面的润湿性能，优化处理工艺极大提高非晶碳薄膜表面的疏水性能，原来为弱疏水的表面(接触角为105°)变为超疏水表面，其接触角达到了162°。而氟化后的类荷叶状的表面与纯水的接触角达到168°，其接触角的变化范围为165°～171°。且在全pH(0～14)值范围内均展示了优异的超疏水性能，此外氟化处理后的非晶碳薄膜的超疏水性能表现了良好的热稳定性和耐久性；通过对非晶碳薄膜Ar、N2、H2等离子处理能够提高非晶碳薄膜的亲水性能，其中通过H2、Ar等离子体处理具有类荷叶表面的非晶碳薄膜时，其表面达到了超亲水性能，其接触角小于10°。

作 者： 周英 学科专业： 材料物理与化学 授予学位： 硕士 学位授予单位： 北京工业大学 导师姓名： 严辉 王波 学位年度： 2006 研究方向： 语 种： chi 分类号： TB43 O484 关键词： 润湿性能 非晶碳薄膜 超疏水 形貌 等离子体 机标分类号： TB43 O484 机标关键词： 非晶碳薄膜 润湿性能 等离子体表面处理 接触角 分形结构 超疏水性能 优化工艺条件 薄膜表面 表面特征 亲水性能 化学组成 荷叶 调控 表面形貌特征 磁控溅射系统 微观几何结构 汽车挡风玻璃 等离子体处理 超亲水 材料 基金项目： 参考文献(87条)
1. 参考文献
2. R Blossey Self-Cleaning Surfaces-Virtual Realities 2003()
3. C Cottin-Bizonne.J L Barrat.L Bocquet.E.Charlaix Low Friction Flows of Liquid at Nanopatterned Interfaces 2003()
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5. 金美花 超疏水性纳米界面材料的制备及研究 [学位论文] 博士 2004()
6. V Bergeron.D Bonn.J Y Martin.L.Vovelle Controlling Droplet Deposition with Polymer Additives 2000()
7. 郑黎俊.乌学东.楼增.吴旦 表面微细结构制备超疏水表面 [期刊论文] - 北京工业大学 2004(17)
8. L Mahadevan Non-Stick Water 2001()
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10. X Zhang.F Shi.X Yu.H.Liu,Y.Fu,Z.Wang,L.Jiang,X.Li Polyelectrolyte Multilayer as Matrix For Electrochemical Deposition of Gold Clusters:Toward Super-Hydrophobic Surface 2004()
像这样的专业性文章，在学校内网的图书馆都会各大数据库提供阅读和部分下载
。

9. 半导体硅片工艺中有一个是 RCA cleaning 是什么意思

RCA cleaning 就是采用RCA方法来清洗的意思。
RCA是一种典型的、普遍使用的湿式化学清洗法，该清洗法主要包括以下几种清洗液：
（1）SPM：H2SO4 /H2O2 120～150℃ SPM具有很高的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液中，并能把有机物氧化生成CO 2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属，但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。
（2）HF(DHF)：HF(DHF) 20～25℃ DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜，因此，附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。用DHF清洗时，在自然氧化膜被腐蚀掉时，硅片表面的硅几乎不被腐蚀。
（3）APM (SC-1）：NH4OH/H2O2 /H2O 30～80℃ 由于H2O2的作用，硅片表面有一层自然氧化膜(SiO2)，呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的Si被NH 4OH腐蚀，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。在 NH4OH腐蚀硅片表面的同时，H2O 2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
（4）HPM (SC-2)：HCl/H2O2/H2 O 65～85℃ 用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污。在室温下HPM就能除去Fe和Zn。
清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污，因为有机物会遮盖部分硅片表面，从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除；然后溶解氧化膜，因为氧化层是“沾污陷阱”，也会引入外延缺陷；最后再去除颗粒、金属等沾污，同时使硅片表面钝化。

10. 硅片键合技术的键合类别

金硅共熔键合常用于微电子器件的封装中，用金硅焊料将管芯烧结在管座上。1979年这一技术用在了压力变送器上。金硅焊料是金硅二相系（硅含量为19at.%），熔点为363°C，要比纯金或纯硅的熔点低得多（见图1）。在工艺上使用时，它一般被用作中间过渡层，置于欲键合的两片之间，将它们加热到稍高于金硅共熔点的温度。在这种温度下，金硅混合物将从与其键合的硅片中夺取硅原子以达到硅在金硅二相系中的饱和状态，冷却以后就形成了良好的键合。利用这种技术可以实现硅片之间的键合。
然而，金在硅中是复合中心，能使硅中的少数载流子寿命大大降低。许多微机械加工是在低温下处理的，一般硅溶解在流动的金中，而金不会渗入到硅中，硅片中不会有金掺杂。这种硅-硅键合在退火以后，由于热不匹配会带来应力，在键合中要控制好温度。
金硅共熔中的硅-硅键合工艺是，先热氧化P型（100）晶向硅片，后用电子束蒸发法在硅片上蒸镀一层厚30nm的钛膜，再蒸镀一层120nm的金膜。这是因为钛膜与SiO2层有更高的粘合力。最后，将两硅片贴合放在加热器上，加一质量块压实，在350~400°C温度下退火。实验表明，在退火温度365°C，时间10分钟，键合面超过90%。键合的时间和温度是至关重要的。
除金之外，Al、Ti、PtSi、TiSi2也可以作为硅-硅键合的中间过渡层。 静电键合(electrostatic bonding)又称场助键合或阳极键合(anodic bonding)。静电键合技术是Wallis和Pomerantz于1969年提出的。它可以将玻璃与金属、合金或半导体键合在一起而不用任何粘结剂。这种键合温度低、键合界面牢固、长期稳定性好。
静电键合装置如图2所示。把将要键合的硅片接电源正极，玻璃接负极，电压500~1000V。将玻璃-硅片加热到300~500°C。在电压作用时，玻璃中的Na将向负极方向漂移，在紧邻硅片的玻璃表面形成耗尽层，耗尽层宽度约为几微米。耗尽层带有负电荷，硅片带正电荷，硅片和玻璃之间存在较大的静电引力，使二者紧密接触。这样外加电压就主要加在耗尽层上。通过电路中电流的变化情况可以反映出静电键合的过程。刚加上电压时，有一个较大的电流脉冲，后电流减小，最后几乎为零，说明此时键合已经完成。
静电键合中，静电引力起着非常重要的作用。例如，键合完成样品冷却到室温后，耗尽层中的电荷不会完全消失，残存的电荷在硅中诱生出镜象正电荷，它们之间的静电力有1M P a左右。可见较小的残余电荷仍能产生可观的键合力。另外，在比较高的温度下，紧密接触的硅/玻璃界面会发生化学反应，形成牢固的化学键，如Si-O-Si键等。如果硅接电源负极，则不能形成键合，这就是“阳极键合”名称的由来。静电键合后的硅/玻璃界面在高温、常温-高温循环、高温且受到与键合电压相反的电压作用等各种情况下进行处理，发现：
（1）硅/玻璃静电键合界面牢固、稳定的关键是界面有足够的Si-O键形成；
（2）在高温或者高温时施加相反的电压作用后，硅/玻璃静电键合界面仍然牢固、稳定；
（3）静电键合失败后的玻璃可施加反向电压再次用于静电键合。
影响静电键合的因素有很多，主要包括：
（1）两静电键合材料的热膨胀系数要近似匹配，否则在键合完成冷却过程中会因内部应力较大而破碎；
（2）阳极的形状影响键合效果。常用的有点接触电极和平行板电极。点接触电极，键合界面不会产生孔隙，而双平行板电极，键合体界面将有部分孔隙，键合的速率比前者快；
（3）表面状况对键合力也有影响。键合表面平整度和清洁度越高，键合质量越好。表面起伏越大，静电引力越小。表面相同的起伏幅度，起伏越圆滑的情况静电引力越大。
静电键合时的电压上限是玻璃不被击穿，下限是能够引起键合材料弹性、塑性或粘滞流动而变形，有利于键合。硅/玻璃键合时，硅上的氧化层厚度一般要小于0.5mm。
静电键合技术还可以应用于金属与玻璃，FeNiCo合金与玻璃以及金属与陶瓷等的键合。 两硅片通过高温处理可以直接键合在一起，不需要任何粘结剂和外加电场，工艺简单。这种键合技术称为硅-硅直接键合（SDB—Silicon Direct Bonding）技术。直接键合工艺是由Lasky首先提出的。
硅-硅直接键合工艺如下：
（1）将两抛光硅片（氧化或未氧化均可）先经含 的溶液浸泡处理；
（2）在室温下将两硅片抛光面贴合在一起；
（3）贴合好的硅片在氧气或氮气环境中经数小时的高温处理，这样就形成了良好的键合。
直接键合工艺相当简单。键合的机理可用三个阶段的键合过程加以描述。
第一阶段，从室温到200°C，两硅片表面吸附OH团，在相互接触区产生氢键。在200°C时，形成氢键的两硅片的硅醇键之间发生聚合反应，产生水及硅氧键，即
Si-OH+HO-Si→
Si-O-Si+H2O。
到400°C时，聚合反应基本完成。
第二阶段温度在500~800°C范围内，在形成硅氧键时产生的水向SiO2中的扩散不明显，而OH团可以破坏桥接氧原子的一个键使其转变为非桥接氧原子，即：
HOH+Si-O-Si=2 +2Si- 。
第三阶段，温度高于800°C后，水向SiO2中扩散变得显著，而且随温度的升高扩散量成指数增大。键合界面的空洞和间隙处的水分子可在高温下扩散进入四周SiO2中，从而产生局部真空，这样硅片会发生塑性变形使空洞消除。同时，此温度下的SiO2粘度降低，会发生粘滞流动，从而消除了微间隙。超过1000°C时，邻近原子间相互反应产生共价键，使键合得以完成（见图3）。
在键合前，对硅片进行表面处理，使其表面吸附 是至关重要的。对于热氧化的镜面抛光的硅片而言，热氧化的SiO2具有无定型的石英玻璃网格结构。在SiO2膜的表面和体内，有一些氧原子处于不稳定状态。在一定条件下，它们可得到能量而离开硅原子，使表面产生悬挂键。有许多种方法可以增加热氧化的硅表面的悬挂键。等离子体表面活化处理就是一种方法。对于原始抛光硅片，纯净的的硅片表面是疏水性的，若将其浸入在含有氧化剂的溶液中，瞬间会在硅片表面吸附一层单氧层。随着溶液温度的提高（75°C~110°C），单氧层会向一氧化物、二氧化物过渡。由化学溶液形成的硅氧化物表面有非桥键的羟基存在，所以这有利于硅片的室温键合。常用的亲水液有硫酸双氧水、稀硝酸、氨水等。
键合良好的硅片，其键合强度可高达12MPa以上，这需要良好的键合条件。
首先是温度，两硅片的键合最终是靠加热来实现的，因此，温度在键合过程中起着关键的作用。
其次是硅片表面的平整度。抛光硅片或热氧化硅片表面并不是理想的镜面，而总是有一定的起伏和表面粗糙度。如果硅片有较小的粗糙度，则在键合过程中，会由于硅片的弹性形变或者高温下的粘滞回流，使两键合片完全结合在一起，界面不存在孔洞。若表面粗糙度很大，键合后就会使界面产生孔洞。
最后，就是表面的清洁度。如果键合工艺不是在超净环境中进行的，则硅片表面就会有一些尘埃颗粒，尘埃颗粒是键合硅片产生孔洞的主要根源之一。例如，若硅片厚350μm，颗粒直径1μm，则引起的孔洞直径为4.2mm。可见，粘污粒子对键合的影响程度。此外，室温下贴合时陷入界面的气体也会引起孔洞。
硅-硅直接键合工艺不仅可以实现Si-Si、Si-SiO2和SiO2-SiO2键合，而且还可以实现Si-石英、Si-GaAs或InP、Ti-Ti和Ti-SiO2键合。另外，在键合硅片之间夹杂一层中间层，如低熔点的硼硅玻璃等，还可以实现较低温度的键合，并且也能达到一定的键合强度，这种低温键合可与硅半导体器件常规工艺兼容。 压力传感器芯片与基座的封接质量是影响传感器性能的重要因素。当前，静电封接是国内外比较流行的一种工艺，它具有封接强度高、重复性好、气密性高等优点。但是该方法工艺复杂，条件要求严格，生产效率低、成本高。有时还会出现一些反常现象（开裂、自动脱落等）。低温玻璃焊料封接工艺简单、封接强度高、密封效果好，尤其适合大批量生产（见图4普通封接结构）。
所谓烧结，是将颗粒状陶瓷坯体（或玻璃粉）置于高温炉中，使其致密化形成强固体材料的过程。烧结开始后首先排除坯料颗粒间空隙，使相应的相邻粒子结合成紧密体。烧结过程必须具备两个基本条件：
（1）应该存在物质迁移的机理；
（2）必须有一种能量（热能）促进和维持物质迁移。
对于应用玻璃焊料进行封接的材料来说还要求
（1）材料要与焊料玻璃的热胀系数很接近；
（2）封接温度要低于被封接材料的耐热极限温度。
对于压力传感器芯片与玻璃基座的封接，封接温度至少应低于550°C，而Al-Si共熔点577°C，芯片上的铝引线不会被破坏。有文献提出，参考ZnO-B2O3-PbO三元系相图选出一种结晶性焊料玻璃，其屈服温度为460°C，该焊料与玻璃基座有良好浸润性。首先进行玻璃焊料配制，然后在900°C高温炉内熔化，接着玻璃液淬火，研磨得焊料，再用去离子水将焊粉调糊涂于封接处，最后红外干燥，530°C烧结30min，自然冷却。
以上介绍的一些硅片键合技术，都有各自的优点和缺点，可以根据情况选择使用。比如，静电键合大多数用于密封封接，作为传感器芯片的一部分，但这可能会存在电信号干扰；采用硅-硅直接键合就不存在静电问题，也没有玻璃与硅片热胀系数不同而带来的应力问题，并且工艺简单。但是现在在这方面的应用还不成熟。其实，不论哪种技术，都需要继续研究探索，需要从实际应用中积累经验，扩展应用领域，甚至发现其它的硅片键合技术。