Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 763-773 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002507076300

L'auto-soudage des tranches de silicium

F. Miserey

Conservatoire National des Arts-et-Métiers, Laboratoire de Physique des Composants Electroniques (URA 827), 292 rue Saint-Martin, 75141 Paris Cedex 03, France

Abstract
We report a self-bonding experiment with 10 cm diameter silicon wafers. Different methods were used to characterize the quality of the bonded interfaces : mechanical destructive testing, optical (by infrared imaging) and acoustical non-destructive testings ; PN test-diodes were used also to map the bonding voids. Bonded interfaces were found void-free over at least 80 % of the wafer surface. Size variations of unbonded areas with temperature were quantitatively investigated : we show that bonding voids at an interface are of two kinds, according as their size increases or decreases with thermal treatment at 1 200 °C.

Résumé
On décrit une expérience dans laquelle des tranches de silicium de diamètre 10 cm ont été auto-soudées. Les interfaces ont été caractérisées au moyen de plusieurs tests différents : l'un destructif (mécanique), les autres non destructifs (optique, par imagerie dans l'infra-rouge, et acoustique) ; des diodes PN tests ont été réalisées, également dans le but d'obtenir une cartographie des décohésions. L'aire effectivement soudée est supérieure (ou au moins égale) à 80 % de la surface d'une tranche. On a étudié de manière quantitative les variations des dimensions des zones défectueuses en fonction de la température : on montre que les décohésions qui existent sur une même interface sont de deux types, selon que leurs dimensions augmentent ou, au contraire, diminuent lors d'un traitement thermique à 1 200 °C.

PACS
2530B - Semiconductor junctions.
2560H - Junction and barrier diodes.

Key words
elemental semiconductors -- nondestructive testing -- p n homojunctions -- semiconductor device testing -- silicon -- optical testing -- elemental semiconductor -- mechanical destructive testing -- acoustical nondestructive testings -- PN test diodes -- bonding voids -- thermal treatment -- 10 cm -- 1200 degC -- Si wafer self bonding