Au maskless patterning for vacuum packaging using the electrochemical method

利用电化学方法进行真空封装的金无掩模图案化

引用

谢斌、陈丹、王建军、陈建军和洪伟 (2018)。利用电化学方法进行真空封装的金无掩模图案化。《纳米技术与精密工程》，第 1 卷，第 191-196 页。 https://doi.org/10.1016/j.npe.2018.09.001

关键词

  • 真空封装
  • 引线互连
  • SOI-玻璃阳极键合
  • 金无掩模图案化
  • 电化学刻蚀
  • 高度不平整表面
  • 谐振式压力传感器

简介

本文介绍了一种用于真空封装微机电系统 (MEMS) 器件的引线互连的新方法，该方法采用无掩模电化学刻蚀技术在不平整表面上选择性地刻蚀金膜，以实现可靠的引线键合和长期真空密封。

摘要

本文介绍了一种用于真空封装微机电系统 (MEMS) 器件的引线互连的方法，其中绝缘体上硅 (SOI) 晶圆通过阳极键合到玻璃上。该方法包括在SOI晶片的处理层上蚀刻通孔，并使用氯化物溶液中的电化学溶解选择性地去除处理层上沉积的Cr/Au薄膜。这将留下器件层上的Au薄膜，以便进行引线键合。

与传统方法相比，该方法具有以下几个优势：

  • 它与微加工工艺兼容。
  • 它通过沉积薄金属薄膜，避免了厚金属电镀的复杂制造工艺和应力产生。
  • 无掩模图案化简化了在高度不平整表面上的制造工艺。

本文详细介绍了金无掩模图案化的原理、工艺和优化。研究人员通过提高蚀刻均匀性和使用开关控制装置解决了Cr/Au薄膜沉积引起的金部分连接问题。他们通过制造和表征真空封装的谐振压力传感器，证明了该方法的可行性和可靠性。该传感器在一年内保持了较高的Q值，表明晶片键合和引线互连可靠。

虽然该方法存在一些局限性，例如对图案的依赖性以及对电隔离和悬垂结构的要求，但它尤其适用于在SOI晶圆上制备的谐振器件。作者认为，该方法为基于SOI-玻璃阳极键合的真空封装器件的引线互连提供了一种新的途径。

来源：https://pubs.aip.org/tu/npe/article/1/3/191/253441

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