Снижение термомеханических напряжений рассогласования в анодно-соединённых кремниево-стеклянных пластинах: теоретическая оценка

В статье представлены теоретическое исследование и оценки снижения термомеханических напряжений рассогласования в анодно-соединённых кремниево-стеклянных структурах посредством обоснованного выбора температуры соединения и толщины стекла. Это возможно только после предварительного тщательного изучения температурной зависимости коэффициентов линейного теплового расширения используемых стекла и кремния. Анализ такой зависимости для нескольких марок стекла показывает, что распространённый подход к решению проблемы термомеханических напряжений рассогласования путём снижения температуры процесса соединения может оказаться неэффективным. Показано, что замена марки стекла при проектировании устройства приводит к существенно различным изменениям остаточных напряжений. Эти результаты хорошо согласуются с данными конечно-элементного моделирования. Установлено, что существует соотношение толщин стеклянной и кремниевой пластин, минимизирующее термомеханические напряжения рассогласования на несоединённой стороне кремния независимо от выбранных температур соединения и эксплуатации.