Direct Bonding of 6-in. SiC/Si Wafer with Enhanced Thermal Interface

材料科学 接口(物质) 晶片键合 薄脆饼 热的 光电子学 工程物理 直接结合 纳米技术 复合材料 物理 毛细管数 毛细管作用 气象学 工程类
作者
Szuyu Huang,Fachen Liu,Jiaxin Liu,R. Le Van Mao,Junfu Zhang,Zhetong Liu,Fangyuan Sun,Zhenzhong Wang,Peng Gao
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (32): 46409-46416 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsami.5c11214
摘要

Silicon-based complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology dominates the semiconductor industry but faces fundamental limitations in high-temperature and high-power applications due to its low thermal conductivity and narrow bandgap. Heterogeneous integration with silicon carbide (SiC), a wide-bandgap semiconductor with superior thermal properties, offers a promising path forward. However, the substantial lattice mismatch between 4H-SiC and Si presents challenges for epitaxial growth, and hydrophilic direct bonding often results in the formation of an interfacial oxide layer that severely degrades the interface thermal conductivity across the interface. Here, we report a surface activation bonding (SAB) strategy, combined with controlled postbonding annealing, to fabricate high-quality 4H-SiC/Si heterostructures. Annealing at 1000 °C significantly enhances the bonding strength and reduces the interfacial thermal resistance (ITR) by up to ∼58%, thereby substantially improving heat dissipation. Atomic-resolution electron microscopy reveals the absence of amorphous interlayers and the formation of 1-1.5 nm-thick 3C-SiC islands at the interface after annealing, both of them contribute to the enhanced thermal properties. Subnanoscale phonon spectroscopy and atomistic simulations further clarify that these distinctive interfacial microstructures underpin the observed improvements in both mechanical and thermal performance. Our work not only achieves low ITR in 6-in. 4H-SiC/Si wafers but also provides atomic-scale insights into thermal interface engineering.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
动听的乌冬面完成签到,获得积分20
刚刚
在水一方应助suorata采纳,获得20
1秒前
1秒前
瘦瘦的香魔完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
小杨完成签到 ,获得积分10
2秒前
大力傲珊完成签到,获得积分10
2秒前
就而酒发布了新的文献求助10
2秒前
4秒前
4秒前
星星发布了新的文献求助10
5秒前
春词弥弥发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科目三应助赢学采纳,获得10
6秒前
大力傲珊发布了新的文献求助10
6秒前
sylus发布了新的文献求助10
6秒前
深情安青应助维尼采纳,获得10
8秒前
8秒前
认真绾绾完成签到,获得积分10
8秒前
lin发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
caspianhuang完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
wangxr发布了新的文献求助10
9秒前
小杨关注了科研通微信公众号
9秒前
10秒前
Yi发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
yz应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
淡然冬灵应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
无知发布了新的文献求助10
12秒前
小蘑菇应助sylus采纳,获得10
14秒前
zzz发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Interpolation and Regression Models for the Chemical Engineer: Solving Numerical Problems 400
The Neuroscience of Language 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7685770
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9249171
关于积分的说明 19956346
捐赠科研通 7258874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3289284
关于科研通互助平台的介绍 2446308
邀请新用户注册赠送积分活动 2293529