低熱阻界面鍵合技術，通過選擇合適的鍵合材料與工藝，來優(yōu)化界面結構，目的是降低界面熱阻、提高熱傳導效率，在半導體器件制造領域發(fā)揮重要作用。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年低熱阻界面鍵合技術行業(yè)深度市場調(diào)研及投資策略建議報告》顯示，在信息時代背景下，半導體器件無處不在。半導體器件工作時會產(chǎn)生大量熱，必須有效消散，否則會降低半導體器件性能與可靠性，甚至造成損壞。半導體器件散熱可以通過與熱導率高的材料集成來實現(xiàn)，但從原子層面來看，固體物質(zhì)表面存在不均勻性，兩個固體物質(zhì)相互接觸，界面處存在熱阻抗，會阻礙散熱。為促進界面熱傳遞，需要采用低熱阻界面鍵合技術。
在現(xiàn)階段已知材料中，金剛石熱導率高最高，是芯片、功率器件的理想散熱材料。但金剛石與常見半導體材料在晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)、硬度等方面均存在差別，二者集成存在不匹配問題，金剛石優(yōu)異的熱導率性能無法充分發(fā)揮。
例如，氮化鎵（GaN）是第三代半導體材料，具有硬度高、化學性質(zhì)穩(wěn)定、電學特性好、熱導率高、損耗低等優(yōu)點，可以用來制造芯片、功率器件。但氮化鎵芯片與功率器件在使用過程中依然存在散熱問題。將金剛石與氮化鎵功率器件進行集成，可以明顯降低器件運行溫度，幫助器件實現(xiàn)高功率輸出。因此低熱阻界面鍵合技術研究極為重要。
低熱阻界面鍵合技術路線較多，通常是將半導體材料外延層原始襯底去除后，在暴露的底面上沉積中間層，再與高熱導率材料進行結合。從金剛石、氮化鎵低熱阻界面鍵合技術來看，主要技術路線包括表面活化鍵合技術、原子擴散鍵合技術、親水鍵合技術等。
2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點研發(fā)計劃“微納電子技術”重點專項2024年度項目申報指南，提出面向三維集成芯片中的高密度互連結構的散熱挑戰(zhàn)，研究低溫低應力低熱阻界面鍵合技術，考核指標是界面鍵合工藝溫度≤300℃，界面熱阻≤0.5m2·K/GW，界面應力≤50M。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國低熱阻界面鍵合技術相關研究成果正在增多。2024年1月，廈門大學與華為合作，通過反應性金屬納米層在200℃下連接多晶金剛石和半導體，實現(xiàn)具有9.74m2GW-1超低邊界熱阻的硅/多晶金剛石鍵合，成果發(fā)表于《Journal of Materials Science & Technology》。2025年1月，廣東奔朗新材料股份有限公司獲得一項名為“一種低界面熱阻金剛石基晶圓及其低溫鍵合方法”的發(fā)明專利授權。
