本研究聚焦于碳化硅（SiC）与铜（Cu）的直接晶圆键合技术，以解决高功率半导体器件封装中传统焊料和低温烧结工艺存在的高温失效和热阻过大的问题。研究团队通过等离子体表面活化处理和真空退火，实现了无中间层的高质量SiC/Cu直接键合，获得了约57 MPa的界面结合强度。原子级电镜及光谱分析显示，该界面不存在氧化层，且Cu的晶体取向对键合效果无显著影响，表明该方法具有普适性和高可靠性。
在热学性能方面，实验和分子动力学模拟结果表明，直接键合样品的界面热导率可达0.128 GW/m²K，显著优于焊料键合体系。这一优异的热性能归因于界面局域声子模的作用，它们促进了声子在SiC与Cu之间的有效传输。相比于焊料或外延方式，直接键合体系展现出更低的热阻和更稳定的热管理性能。本研究证明了直接晶圆键合是一种有效且可行的策略，可用于制备具备优异机械与热性能的SiC/Cu异质结构。这一方法有望推动高功率芯片封装及三维集成电路等先进半导体器件的发展。
时间域热反射（Time-Domain Thermoreflectance, TDTR）是文章的核心热导率测试手段，本文研究采用Aunist（昊远精测）公司生产的AUTINST Pioneer-01 TDTR系统，用于定量获得界面热导率（Interfacial Thermal Conductance, ITC）。利用飞秒激光泵浦–探测技术，基于金属表面反射率与温度近似线性相关的关系来分析界面热传导，其中532 nm的泵浦光用来加热样品表面，使其温度产生周期性变化；1064 nm的探测光用来延时照射样品，监测温度变化导致的反射率变化。通过建立热传输模型并采用小二乘拟合方法，将实验曲线与理论计算对比，从而提取界面热导率。为保证结果可靠，实验在样品表面不同位置多次测量，排除了表面污染或不均匀性影响，TDTR测试SiC/Cu直接键合体系的 ITC ≈ 0.128 GW/m²·K。
