低熱阻界面鍵合技術(shù)，通過選擇合適的鍵合材料與工藝，來優(yōu)化界面結(jié)構(gòu)，目的是降低界面熱阻、提高熱傳導(dǎo)效率，在半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
　　在信息時代背景下，半導(dǎo)體器件無處不在。半導(dǎo)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(dǎo)體器件性能與可靠性，甚至造成損壞。半導(dǎo)體器件散熱可以通過與熱導(dǎo)率高的材料集成來實(shí)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(jìn)界面熱傳遞，需要采用低熱阻界面鍵合技術(shù)。
　　在現(xiàn)階段已知材料中，金剛石熱導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)率性能無法充分發(fā)揮。
　　例如，氮化鎵（GaN）是第三代半導(dǎo)體材料，具有硬度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、電學(xué)特性好、熱導(dǎo)率高、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，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(jìn)行集成，可以明顯降低器件運(yùn)行溫度，幫助器件實(shí)現(xiàn)高功率輸出。因此低熱阻界面鍵合技術(shù)研究極為重要。
　　低熱阻界面鍵合技術(shù)路線較多，通常是將半導(dǎo)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(dǎo)率材料進(jìn)行結(jié)合。從金剛石、氮化鎵低熱阻界面鍵合技術(shù)來看，主要技術(shù)路線包括表面活化鍵合技術(shù)、原子擴(kuò)散鍵合技術(shù)、親水鍵合技術(shù)等。
　　2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“微納電子技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報指南，提出面向三維集成芯片中的高密度互連結(jié)構(gòu)的散熱挑戰(zhàn)，研究低溫低應(yīng)力低熱阻界面鍵合技術(shù)，考核指標(biāo)是界面鍵合工藝溫度≤300℃，界面熱阻≤0.5m2•K/GW，界面應(yīng)力≤50M。
   我國低熱阻界面鍵合技術(shù)相關(guān)研究成果正在增多。2024年1月，廈門大學(xué)與華為合作，通過反應(yīng)性金屬納米層在200℃下連接多晶金剛石和半導(dǎo)體，實(shí)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(xiàng)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(quán)。