親水性および疎水性処理後のシリコンウエハ

原子間力顕微鏡による親水性および疎水性処理後のシリコンウェハ表面のキャラクタリゼーション

の表面特性シリコンウエハ半導体産業におけるシリコン直接接合技術の成功への重要なパラメータです。直接接合技術において3つの典型的な表面処理で処理されたシリコン表面の親水性および粗さは、原子間力顕微鏡（AFM）によって体系的に評価される。

疎水性結合に使用されるフッ化水素性（HF）トリートされたシリコン表面は、湿度を有する接着力の変化をごくわずかに示す。しかし、HF処理は大きな粗さの増加をもたらし、追加の方法を示唆している。 RCA 1処理および熱酸化シリコン表面は、環境湿度が10％から約60％に増加したときに接着力の強い増加を示す。湿度のさらなる上昇は、接着力の低下をもたらす。これは表面上の吸収された水層の構造の変化によるものと考えられている。

親水化処理面が広範囲の湿度にわたって強い接着力を示すので、直接接合は結合界面での水気泡形成を減少させるために低湿度で行われるべきである。また、親水性処理は表面粗さを著しく減少させることができ、これは直接結合に有利である。