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本研究使用直接連接法連接玻璃和硅酮基板，并在爐內進行了長時間低溫熱處理，以提高對此的連接強度，另外，為了查明直接連接法中重要的基板清洗工藝及表面粗糙度的效果，對清洗工藝中表面戶籍變化對連接基板連接率的影響進行了反演。
作為傳統玻璃(Glass)和硅基板之間的連接方法，報告了從弦灰到玻璃和硅直接連接研究的一些實驗結果，本研究使用直接連接法連接玻璃和硅酮基板，并在爐內進行了長時間低溫熱處理，以提高對此的連接強度，另外，查明了直接連接法中很重要的基材清洗工藝和表面粗糙度的效果。
使用了直徑為4英寸的7740 Pyrex玻璃基板和P型線里昂基板(100)，玻璃基板厚度為500米，硅基板外厚度為525 um，玻璃基板具有包括12.7 %的B2Oa和4.0 %的Na20在內的Al、K離子等成分，各基板的清洗使用了兩種不同的清洗方法，同時表現出了各自的特點和優(yōu)缺點，氨基磺酸(SPM)清潔法有強酸性留下殘留物的門劑，RCA清潔法擔心用強堿腐蝕玻璃玻璃板的表面。
利用自動圖像分析裝置定量計算數碼相機拍攝的基底對圖像，另外，為了了解各種清潔方法下Glass基板表面的變化，用自動力顯微鏡(AFM)對玻璃基板表面的粗糙度進行了分析，通過熱處理連接的Glass/Si wafer基板對的接合強度是用常用的剃須刀片插入法測量的。這是通過將剃刀片放在連接界面之間產生裂紋來求得連接力強度的方法，以下表達式顯示了這些方法產生的裂縫的大小。
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圖1
圖1顯示了玻璃基板和硅基板的清洗室試驗結果，如圖所示，僅SPM用液或RCA溶液單獨清洗不能獲得高接合率，至少有一個基板必須在SPM后進行RCA AFTER SPM(RCA)聯動清洗，才能獲得90 %以上的高接合率。特別是，如果兩個基板都在SPM后進行RCA清洗，則可以獲得95 %以上的極高接合率。
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圖2
圖2顯示了清洗后用接合前的AFM測量的表面粗糙度結果，與圖1的結果相比，確認了表示最高連接率的S4室試驗組的清洗方法具有最小的表面粗糙度?？梢詮腞CA清洗的特點中推測出其原理。也就是說，SPM清洗是含有H2SO1的強酸溶液，在去除有機物和金屬不純火的同時，在基板表面形成殘留物，RCA三井是含有NHOH的強堿溶液，具有強烈的清洗效果，同時產生腐蝕基板的作用，因為兩種溶液相互連接使用，可以引起中和作用下殘留物的最小化和強腐蝕性的緩解效果，從而達到最佳表面狀態(tài)。單獨三次精煉引起的表面粗糙度增加現象受到清潔溶液內顆粒大小傾向的影響，從S4實驗組取得了良好的室溫接合結果，可以看出SPM后RCA聯動清洗是優(yōu)化條件，這種現象與SPM清洗有關。
在室溫下直接接合的玻璃和硅基底對通過熱處理工藝提高接合強度，這是將表面之間的氫鍵重組為強鍵——共價鍵的過程，硅基板之間的結合是同種材料的結合，因此，為了獲得最佳的接合強度，即使加熱1000 ℃以上，也不會發(fā)現熱膨脹引起的基板再分離休銀熱沖擊引起的基板為什么曲現象，但玻璃和硅基板是異種材料之間的結合，因此彼此的物理性質差異對熱處理效果有很大影響。
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圖3
圖3顯示了分別以200 ℃、300 ℃、400 ℃進行28小時電爐熱處理時的收縮連接強度。加熱銀度高，乙修復界面反應活躍，連接強度增加，但在450 ℃以上的情況下，大多數基板發(fā)生分離，無法測量連接強度,這是說，室溫下用氫鍵連接在一起，實施熱處理類的話，重組為共價鍵增加的粘合強度會受到熱膨脹性質差異引起的連接界面應力的影響,特別是，與連接強度的增加效果相比，熱膨脹性質引起的應力效果更大，無法避免氣板之間的重新分離。因此，可以看出，界面的恩麗應該在不希望追究合并強度的范圍下進行熱處理。
基板對在300 ℃和400 ℃的熱處理條件下保持6、28、50小時時接合強度的變化流。最初在熱處理時間增加的同時，接合強度也很重，熱處理了28小時，形成了最大的接合強度。但是，如果熱處理了50個小時，則接頭強度會明顯下降。從這些堅果中推測，接合強度的增加現象可以理解為熱處理時間的增加導致共價鍵形成時間的增加，減少現象是熱處理時間過多導致的基體界面內的粘結分離作用。
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?由此可見，從玻璃基板流入銀錐基板的Na離子量急劇增加，界面的結合力明顯下降。 特別是，熱處理時間的重價不是基板的應力發(fā)生側，而是緩和側，因此可以說是對熊力發(fā)生引起的結合力下降原因和其他新問題的推諉。SIMS分析法具有良好的檢測精度，可以精確觀察擴散到硅襯底上的離子分布,在4種離子中，Na離子分布最多的原因是玻璃內含有的Na離子比其他離子最容易擴散，尤其是在50小時熱處理中，可以明顯觀察到Na離子的擴散分布層。因此，長時間的熱處理時間有膿，其他離子相對量小，可見Na離子是最容易對熱處理條件反應的狀態(tài)。因此，如果超過日晶熱處理維持時間，從玻璃基板流入硅基板的Na離子量將急劇增加。
玻璃基板與硅基板之間的基板直接接合，根據清洗方法和軟處理條件，觀察了接合強度的變化,在清洗方法方面，SPM三井后進行RCA清洗時，顯示出了最優(yōu)秀的接合腔?？梢酝茢喑觯诎灞砻娲植诙茸兓那闆r下，SPM三次定時殘留的酸性離子物質可以通過RCA清洗中和去除，RCA清洗所表現出的強烈腐蝕性也可以通過SPM清洗殘留物得到緩解,在熱處理溫度方面，可以確認在450℃以上，熱膨脹系數差異引起的應力大于界面結合力,在熱處理時間，根據油指示間的增加，確認了從玻璃基板到硅基板的Na離子擴散量增加,因此，通過本實驗可以知道的硅基板與玻璃基板的異種連接與傳統硅基板之間的同種連接不同，對化學反應及熱處理過程中的Na離子擴散反應等非常敏感。