晶圆导热测试

一、测试背景

晶圆是集成电路制造的基础材料，通常由高纯度硅、GaN等半导体单晶材料切割、研磨并抛光而成，是IC芯片制造与器件集成的核心载体。在芯片制造及服役过程中，晶圆的导热性能直接影响芯片内部热量的扩散能力，对功率密度提升、热应力控制以及器件可靠性具有重要意义。

由于晶圆厚度薄、尺寸大、表面质量要求高，传统接触式稳态方法在测试过程中容易引入附加损伤或边界误差。瞬态平面热源法可在小温升、短时间条件下完成测试，更适合用于晶圆等高价值、薄片材料的无损导热性能测量。

二、样品信息

1. 样品类型：单晶硅晶圆；

2. 厚度：0.5 mm；

3. 典型用途：集成电路（IC）芯片制造与器件承载。

三、测试方法与装置

1. 测试仪器：TPS-YH98；

2. 测量模式：平板 @ 双面；

3. 测试目的：获取晶圆的导热系数。

四、测试参数

1. 测试时间：5 s；

2. 加热功率：1 W；

3. 测试环境：室温条件。

五、测试结果与分析

测试过程中温升曲线平滑连续，拟合区间清晰，无明显异常波动，表明传感器与晶圆之间的接触状态稳定。对有效时间区间内的数据进行拟合计算，得到该晶圆样品的导热系数为：

81.17 W/(m·K)

本测试案例表明，TPS-YH98导热仪适用于晶圆等薄片、高价值材料的导热性能测试，具有以下特点：

1. 可实现对晶圆面内导热性能的无损测量；

2. 适合薄片材料，测试时间短、温升可控；

3. 对样品表面要求低，不影响后续工艺或使用；

4. 测试结果可直接用于芯片热设计与热仿真建模。

该仪器可为半导体材料表征、芯片散热设计及先进工艺评估提供了可靠的热学数据支撑。