[发明专利]键合界面层的热阻测量分析方法

权利要求书

1.一种键合界面层的热阻测量分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供第一半导体材料层和第二半导体材料层，采用激光闪射法分别测量所述第一半导体材料层的热扩散系数α₁和所述第二半导体材料层的热扩散系数α₂，然后得到所述第一半导体材料层的热导率λ₁＝α₁C_p1ρ₁，以及所述第二半导体材料层的热导率λ₂＝α₂C_p2ρ₂；其中，C_p1和ρ₁分别为所述第一半导体材料层中的第一半导体材料的热容和密度，C_p2和ρ₂分别为所述第二半导体材料层中的第二半导体材料的热容和密度；

利用键合材料将所述第一半导体材料层和所述第二半导体材料层键合，所述键合材料形成键合界面层；其中，所述键合材料的热容和密度分别为C_p0和ρ₀，所述键合界面层的厚度为h₀；

将所述第一半导体材料层、所述键合界面层和所述第二半导体材料层整体作为样品，采用激光闪射法得到所述样品表面的测量温升曲线；

建立与所述样品相同结构尺寸的有限元导热仿真模型；在所述有限元导热仿真模型中输入λ₁、C_p1、ρ₁、λ₂、C_p2、ρ₂、C_p0、ρ₀以及获取所述测量温升曲线时采用的激光闪射法的参数，然后以键合界面层的热导率为变量设置所述键合界面层不同的热导率拟合所述测量温升曲线，当得到与所述测量温升曲线匹配的拟合温升曲线时，得到对应的所述键合界面层的热导率λ₀，然后计算所述界面键合层的热阻R_θ＝h₀/λ₀。

2.如权利要求1所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述拟合温升曲线与所述测量温升曲线的相关系数的平方在0.9以上。

3.如权利要求1所述的热阻测量分析方法，其特征在于，采用激光闪射法得到所述样品表面的测量温升曲线的步骤包括：用脉冲激光加热所述样品的一表面，然后用红外检测所述样品的另一表面的温度变化，得到所述测量温升曲线。

4.如权利要求3所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述测量温升曲线时采用的激光闪射法的参数包括：所述脉冲激光的激光参数。

5.如权利要求1所述的热阻测量分析方法，其特征在于，采用激光闪射法分别测量所述第一半导体材料层的热扩散系数α₁和所述第二半导体材料层的热扩散系数α₂的步骤中：进行多次测量和多位点测量，然后求平均值。

6.如权利要求1所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述样品的厚度为0.2mm～3mm；和/或，

所述样品为圆形样品或方形样品。

7.如权利要求6所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述键合界面层的厚度h₀＝50nm～10μm，所述第一半导体材料层的厚度h₁＝100μm～1000μm，所述第二半导体材料层的厚度h₂＝100μm～1000μm。

8.如权利要求1-7任一项所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述第一半导体材料选自半导体材料金刚石、硅、锗、磷化铟、砷化镓、氮化镓和碳化硅中的至少一种。

9.如权利要求1-7任一项所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述第二半导体材料选自半导体材料金刚石、硅、锗、磷化铟、砷化镓、氮化镓和碳化硅中的至少一种。

10.如权利要求1-7任一项所述的热阻测量分析方法，其特征在于，所述键合材料选自金属材料、氧化物材料和有机聚合物材料中的至少一种。