研究目的
研究直接键合的n-4H-SiC/p+-Si结的电学特性和芯片剪切强度对键合过程中退火温度的依赖性，特别关注第一个低温退火步骤。
研究成果
研究表明，在键合工艺的第一步中提高退火温度可以改善直接键合SiC/Si结的电学特性（例如降低反向偏置电流和使杂质浓度更接近SiC）以及机械强度。这突出了初始低温退火在实现更好结性能中的关键作用，为优化半导体器件制造中的键合工艺提供了途径。
研究不足
该研究仅限于特定的退火温度和条件；未探索更广泛的温度范围或其他键合参数。与SAB的对比基于先前工作，而非本研究中的直接实验控制。潜在优化方案可能包括改变第二次退火步骤或采用不同的表面处理方法。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直接键合工艺结合两步退火法（先低温后高温）制备SiC/Si结，通过对比不同退火温度下的电学与力学特性进行分析。
2：样品选择与数据来源：
样品以p+型硅衬底和含特定杂质浓度的n型4H-SiC外延衬底制备，设置三组样品（第一步退火温度分别为室温26℃、200℃和300℃，第二步固定为700℃）。
3：6℃、200℃和300℃，第二步固定为700℃）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括金属接触真空蒸镀系统、退火炉、SEM成像仪、C-V与I-V测试装置及剪切强度测试仪；材料包含丙酮、异丙醇、缓冲氢氟酸、硫酸过氧化氢混合液、去离子水、Al/Ni/Au多层金属及氮气。
4：实验流程与操作步骤：
依次完成衬底清洗、欧姆接触形成、去离子水表面接触处理，分两步退火（第一步变温真空键合施加5.5N压力持续5小时，第二步700℃常压退火1小时），最后进行C-V、I-V及剪切强度测试。
5：5N压力持续5小时，第二步700℃常压退火1小时），最后进行C-V、I-V及剪切强度测试。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：通过C-V数据提取杂质浓度，分析I-V特性评估电流行为，定量测量剪切强度，并与参考样品及SAB等传统方法进行对比。
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SEM
Used for imaging the cross-section of SiC/Si junctions to observe the bonding interface and check for voids.
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Vacuum Evaporation System
Used to form Al/Ni/Au multilayer metal contacts on the substrates for ohmic contacts.
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Annealing Furnace
Used for the annealing steps in the bonding process, including lower-temperature and higher-temperature annealing.
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C-V Measurement Setup
Used to measure capacitance-voltage characteristics to extract impurity concentrations in the junctions.
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I-V Measurement Setup
Used to measure current-voltage characteristics to analyze the electrical behavior of the junctions.
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Die Shear Strength Tester
Used to measure the bonding strength of the fabricated junctions.
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