玻璃静电键合

静电键合又称场助键合、阳极键合^[2]，它是Walis和Pomeranta于1969年提出^[3]，现在已经是一项成熟的工艺技术，可以将玻璃与金属、合金或半导体等材料键合在一起，不需要任何粘合剂，而且键合温度低，键合界面牢固，长期稳定相好，大量应用于MEMS工艺中的密封腔制备过程，可以制备压力传感器，密封器件的密封腔等。

静电键合装置非常简单，如图1.3所示，主要是带有温度控制的加热器和外加电场的直流电源和电极。硅片接直流电源的正极，玻璃接直流电源的负极，电压在500V~1000V之间，温度为300℃~500℃之间。在高温下，硅片的电阻率将因为本征激发而降低到0.1Ω•cm，其行为与金属相似；玻璃中的N_a⁺离子在电场的作用下向负极漂移，在紧邻硅片的玻璃表面形成耗尽层，厚度为几个µm。耗尽层带有负电荷，硅片带正电荷，由于硅片和玻璃之间的间隙很小，二者之间形成了很大的静电引力，使二者紧密接触，如图1.4所示。当硅片和玻璃键合好时，外加电压就主要加在耗尽层，所以通过电流的变化就可以反映出键合的过程。刚加电压时，有一个较大的电流脉冲，然后电流减小，几乎为零，说明键合已经完成。静电键合过程中，静电引力起着非常重要的作用。