编号：FTJS106904
篇名：氧等离子体活化β-Ga2O3/SiO2低温键合工艺
作者：马旭 穆文祥 侯童 董岳 余博文 李阳 贾志泰
关键词：β-氧化镓 二氧化硅 氧气等离子体活化 低温直接键合 异质集成
机构：山东大学新一代半导体材料研究院 山东大学深圳研究院 山东省工业技术研究院
摘要：采用O2等离子体活化键合技术,实现了β-Ga2O3与SiO2的低温直接键合。通过对O2等离子体处理时间进行调控,系统研究了接触角、羟基密度随处理时间的变化。随着O2等离子体活化时间的增加,SiO2和β-Ga2O3晶片表面亲水性大幅度增强,晶片表面的羟基密度明显提升。同时探究了退火温度对衬底表面质量及键合强度的影响,发现键合强度随着退火温度的增加而提升,但较高退火温度容易导致β-Ga2O3衬底的开裂。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对键合界面进行分析,键合界面的O、Ga、Si元素在退火过程中发生充分扩散。测试说明,采用O2等离子体活化方法成功地实现了β-Ga2O3/SiO2晶片的异质集成。由于β-Ga2O3和SiO2衬底可以在不需要真空处理的情况下实现原子级的结合,技术路线成本低,因此本工作提出的直接键合技术将有助于推动β-Ga2O3材料在器件方面的发展及应用。
