基于硅硅低温直接键合的MEMS打印喷头制作工艺

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作   者：

翟彦昭;  蔡安江;  张栋鹏;  韩超;  李力; 

作者机构：

中冶宝钢技术服务有限公司;  西安建筑科技大学陕西省纳米材料与技术重点实验室;  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室; 

关键词：

硅;  加工制造;  活化;  界面;  MEMS;  打印喷头;  低温直接键合; 

期刊名称：

化工学报

基金项目：

i s s n：

0438-1157

年卷期：

2019 年 03 期

页   码：

1220-1226

摘   要：

针对一种MEMS压电式集成打印喷头复杂腔室结构的加工,提出了一套基于ICP刻蚀结合硅硅低温直接键合的制作工艺。首先通过ICP体硅干法刻蚀工艺分别制作了打印喷头的上下腔室结构,然后将带有上下腔室结构的两硅片进行低温直接键合,形成完整的打印喷头腔室。通过对打印喷头上下腔室结构的键合实验研究,进一步探索并验证了硅硅低温直接键合的机理,重点研究了不同活化方法和退火时间对复杂腔室结构键合质量的影响,优化了低温直接键合工艺,为带有复杂三维结构的MEMS器件的制作奠定了工艺基础。测试结果表明,制作完成的MEMS打印喷头具有较高的键合强度,且其腔室流道的完整性和密封性良好。