【封面文章】北京科技大学李成明教授团队:利用Ti/Ag中间层实现金刚石与GaN的室温键合

科技   2024-11-05 17:00   重庆  
















































背景与意义
目的 为了实现金刚石与GaN的良好键合,利用Ti/Ag中间层,在室温下开展了多晶金刚石与GaN的键合技术研究。方法首先,分别在抛光自支撑多晶金刚石晶圆以及GaN晶圆表面,通过磁控溅射依次沉积Ti黏附层、Ti/Ag梯度层以及纳米Ag层,形成Ti/Ag过渡层复合结构。然后通过真空键合系统成功实现了金刚石与GaN键合。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,对键合前后样品表面进行形貌及结构分析;通过超声扫描显微镜(SAM),以及拉伸力学测试系统,对键合后的键合率以及键合强度进行评价。结果 借助Ti/Ag中间层进行键合,对晶圆表面的粗糙度具有较高容忍度,且在常温下即能实现良好键合,室温键合率达到95.5%。通过拉伸强度测试可知,键合强度达到13.7 MPa。结论 Ag纳米颗粒高的表面活性是实现键合界面常温融合的关键,而Ti底层良好的附着特性,Ti/Ag梯度层的引入以及Ti与Ag之间通过扩散反应形成的金属间化合物,则是提高金刚石与GaN键合强度的关键因素。

关键词:金刚石;氮化镓;Ti/Ag中间层;室温键合;金属间化合物

图文导读

结论

本文采用Ti/Ag中间层,开展了多晶金刚石与GaN的键合技术研究。借助Ti/Ag中间层进行键合,对晶圆表面的粗糙度具有较高容忍度,且在常温下即能实现良好键合,室温键合率达到95.5%。通过拉伸强度测试,键合强度达到13.7 MPa。Ag纳米颗粒高的表面活性是实现键合界面常温融合的关键,加上Ti/Ag梯度层的作用,以及Ti与Ag之间通过扩散反应形成的金属间化合物,则是提高金刚石与GaN键合强度的关键因素。

文章信息

该文章发表在《表面技术》第53卷第18期。

引文格式:乔冠中,李淑同,王越, 等. 利用 Ti/Ag 中间层实现金刚石与 GaN 的室温键合[J]. 表面技术, 2024, 53(18): 175-182.

QIAO Guanzhong, LI Shutong, WANG Yue, et al. Room Temperature Bonding of Diamond and GaN with Ti/Ag Intermediate Layer[J]. Surface Technology, 2024, 53(18): 175-182.

DOI:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2024.18.015

下载链接



编辑 | 邓李旸

编辑 | 邓李旸





【扫码关注我们】


审核|汪  潇

编辑|邓李旸

表面云社区
《表面技术》由中国兵器装备集团有限公司主管,西南技术工程研究所主办,主要报道腐蚀与防护、摩擦磨损与润滑、精密与超精密加工、表面功能化等内容,为EI收录期刊、Scopus数据库收录期刊、CSCD核心库期刊、中文核心期刊、中国科技核心期刊等
 最新文章