Плоскостность пластин

Связываемые поверхности двух пластин никогда не бывают совершенно плоскими. Локальные несвязываемые области могут возникать за счет щелей на границе связывания, вызываемых волнистостью связываемых поверхностей. Плоскостность, неоднородность или волнистость являются фундаментальными и макроскопическими свойствами связываемых поверхностей. Пластины с достаточно гладкими (ровными) поверхностями, но имеющими определенную степень волнистости могут все же связываться между собой, так как упругая деформация двух связываемых пластин может аккумулировать этот масштаб поверхностной волнистости (волнообразности). Результирующие напряжения на поверхности связывания составляют величину порядка 1×10⁷ Н/м², которая намного меньше, чем напряжения, требуемые для зарождения дислокаций и пластической деформации кремния (2,5×10⁹ Н/м²), и не должны воздействовать на структурные свойства пластин кремния связываемых пар.

Связываются ли пластины или нет зависит не только от энергии связи при комнатной температуре, но также от высоты и размера щелей на границе связывния. При условие для закрытия щели дается выражением [20,21]

(80)

где (, Е – соответственно, соотношение Пуассона и модуль Юнга для кремния). При условие для закрытия щели не зависит от толщины пластины и дается формулой

(81)

В работах [20,21] показаны участки закрытия щели или ее незакрытия для двух пластин кремния равной толщины при выбранной величине = 100 мДж/м² для различных величин . Для реальных структурированных пластин в уравнениях (80) и (81) нужно заменить на , где есть отношение между реальным пространством границы раздела в контакте и полным пространством пластины. Практически изменение плоскостности в 1-3 мкм на пластине кремния диаметром 100 мм не препятствует связыванию при комнатной температуре. Прогиб и коробление пластин до 25 мкм также несущественно.

Плоскостность пластин обычно определяется следующими параметрами [5]: полным изменением толщины, отклонением от центральной плоскости, локальной неплоскостностью и прогибом.

Современное оборудование позволяет измерять эти параметры посредством сканирования поверхности с помощью оптических (интерфереционных) и емкостных методов, дающих ее трехмерную топографическую картину.