Способ изготовления кремниевого узла прибора

(я)5 Н 01 1. 21/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении микроприборов, содержащих кремниевые узлы, в частности полупроводниковых датчиков неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение выхода годных и снижение трудоемкости - достигается тем, что нагрев осуществляют до 120 - 150 С, локальное проплавление осуществляют со стороны кремниевой балки на расстоянии не менее 1 мм от ее края, при этом угол между осью луча лазера и перпендикуляром к плоскости 1100) кремниевой балки выбирают не превышающим 30, 1 табл. технологических (выход годных) характеристик. Результаты экспериментов и ри веден ы в таблице.При температурах ниже 120 С по грани- це "сварная точка - кремний" возникают напряжения, приводящие к вырыву сварной точки из кремния, Чем выше температура подогрева перед сваркой, тем меньше напряжения будут возникать на границе сварной точки с основным материалом, При температурах в пределах 120,.150 С были получены высокие механические и эксплуатационные характеристики: узлы, сваренные в укаэанном диапазоне температур беэ разрушения выдержали 200 термоциклов от -100 до+100 С,При изменении угла наклона луча лазера установлено, что механическая прочность и качество соединения обеспечивается в диапазоне м 0 С. При больших углах эона рекристаллизационного кремния при больших толщинах деталей в месте соединения не получается сквозной, что приводит к снижению механической прочности, Если расГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институт физических измерений(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОГО УЗЛА ПРИБОРА Изобретение относится к приборостроению и может быть использованопри изготовлении микроприборов, содержащих кремниевые узлы, в частности полупроводниковых датчиков неэлектрических величии.Целью изобретения является повышение выхода годных и снижение трудоемкости.Сущность изобретения заключается в том, что на кремниевое основание устанавливают кремниевую балку, нагревают детали до 120 - 150 С, локально проплавляют детали лучом импульсного лазера со стороны кремниевой балки на расстоянии не менее 1 мм от ее края, при этом угол между осью луча лазера и перпендикуляром к ппоскости 1100) кремниевой балки выбирают не превышающим 30, и охлаждают узел до комнатной температуры, Интервал температуры нагрева кремниевых деталей выбран экспериментально исходя из прочностных (усилие разрушения), эксплуатационных (количество термоциклов) и,8 60 24 оставитель Е. Пановехред М.Моргентал Корректор А.Осауленк Каленска Реда кто Заказ 3932 Тираж ПодписносВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при гК113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 СССР Производс 1 венно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 стояние от края пластины менее 1 глм рекристаллизационного кремния может выйти на торец соединяемых деталей, что приводит к разрушению узла,Г 1 р и м е р, На пластинах из монокристаллического кремния КЭФ 4,5 ориентации (100) толщиной 300 мкм,0 60 мм с двусторонней полировкой формировали полости путем группового травления в 30; кипящем растворе едкого кали (КОН), используя при этом сложную металлическую маску: ванадий - медь - медь, В результате анизотропного травления Я в КОН формируются утоньшенные участки толщиной 20,150 мкм, выполняющие роль активной части балки, и утолщенные части, выполняющие роль инерционной массы, На обратную сторону вакуумным напылением наносят пленку А 1 толщиной 0,62,0 мкм. Далее пластины методом скрайбирования на установке типа Алмаз" или методом плаэмохимического травления разделяют на отдельные детали - составляющие чувствительного элемента, Детали изготавливают из кремния марки КЭФ или КДГ, но с ориентацией (100) . На пластины напыляют алюминиевую металлизацию и проводят разделение их на отдельные детали, После этого детали совмещают, устанавливают между ними калиброванный зазор 10 мкм (в зависимости от измеряемой величины он может быть от 5 до 50 мкм). Зазор может быть обеспечен как эа счет убирающихся упоров, так и конструктивно: за счет пленок или анизотропного травления, После установки и фиксации в приспособлении двух деталей они помещаются на столик с подогревом, температура которого поддерживается в диапазон е 120150" С, Подогрев производится для уменьшения сварочных напряжений в месте сварки, На место соединения на расстоянии "-1 лм от края 5 деталей направляется луч лазера от установки импульсной лазеоной сварки "Квант 15 о с длиной волны излучения 1=1,06 мкм.Сварка проводилась на режимах; диаметр луча 0,6 мм; напряжение 600 В; длительность 10 импульса 2,5 мс, При этом возникает точечнаясквозная эона рекристаллизованного кремния со входным диаметром 0,6.0,8 мм. Бла" годаря высокой температуре лазерного излучения и давлению светового потока рас плавленный кремний верхней пластины соединяется с расплавом нижней кремниевой пластины, в результате чего достигаются высокие механические характеристики; так при экспериментах одна гочка выдерживает 20 нагрузку на разрыв"ОЯ кГс,Формула изобретения Способ изготовления кремниевого узлаприбора, включающий установку кремние вой балки на кремниевое основание, нагрев, локальное проплавление балки и основания лучом импульсного лазера и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выходв годных и сниже ния трудоемкости, нагрев осуществляют до120-150 С, локальное проплавление осуществляют со стороны кремниевой балки на расстоянии не менее 1 мм от ее края, при этом угол между осью луча лазера и перпен дикуляром к плоскости 1100) кремниевойбалки выбирают не превышающим 30,