碳化物和铜的直接晶圆结合
Szuyu Huang1,2, Fachen Liu2,3, Ruilin Mao1,2
1International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China.
ACS applied materials & interfaces
|April 30, 2025
概括
研究人员开发了一种用于碳化 (SiC) 和铜 (Cu) 系统的晶圆粘合方法,提高了高功率设备的热管理. 这种技术确保了强大的机械和热性能,提高了可靠性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 半导体物理 半导体物理
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 碳化 (SiC) 对于高功率设备至关重要,因为它的宽带间隙和热稳定性.
- 传统的包装材料在高温下降解,限制了设备的寿命和可靠性.
- 直接结合铜 (DBC) 基板提供良好的散热,但面临传统互连的挑战.
研究的目的:
- 使用晶圆粘合制造高质量的碳化/铜 (SiC/Cu) 系统.
- 研究由此产生的SiC/Cu接口的机械和热性能.
- 了解接口声子在SiC/Cu异构结构的热性能中的作用.
主要方法:
- 用于制造SiC/Cu系统的晶圆粘合技术.
- 原子分辨率电子显微镜和光谱用于界面特性.
- 时间域热反射率 (TDTR) 用于界面导热度测量.
- 纳米级声测量和热模拟.
主要成果:
- 实现了强大的SiC/Cu接口,粘合强度约为57MPa.
- 证实了氧化物层的缺失和所有铜晶体方向的粘合强度.
- 测量了高的界面热导率~0.128 GW/m2K,通过模拟验证.
- 确定了接口声子作为优良热性能的主要贡献者.
结论:
- 直接晶圆粘合是一种有效的策略,用于创建高质量的SiC/Cu异构结构.
- 制造的SiC/Cu系统具有卓越的机械和热性能.
- 这种方法为高功率设备的先进包装提供了一个有希望的解决方案.
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