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芯片冷却有了新思路！复旦大学科研团队的“无缝生长”技术取得重要进展

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

随着半导体芯片的不断发展，计算速度越来越快，芯片发热问题日益成为制约发展的瓶颈芯片技术。

热管理对于高端电子芯片的开发至关重要。

近日，复旦大学高分子科学系、高分子分子工程国家重点实验室魏大成研究员团队经过三年艰苦努力，在场效应晶体管介质基片界面改性领域取得重要进展。

工作。

这项工作有望为介质基板改性提供一种新技术，以解决芯片散热问题。

为了解决芯片发热问题，魏大成团队开发了共形六方氮化硼（h-BN）改性技术（准平衡PECVD）。

魏大成表示，芯片散热很大程度上受到各种界面的限制，其中靠近导电沟道的半导体与介质基板之间的界面尤为重要。

六方氮化硼是一种理想的介质衬底改性材料，可以改善半导体与介质衬底之间的界面。

大量研究表明，六方氮化硼改性可以降低衬底表面粗糙度和杂质对载流子输运的影响，提高器件载流子迁移率。

芯片冷却有了新思路！复旦大学科研团队的“无缝生长”技术取得重要进展

然而，六方氮化硼在界面散热领域的潜在应用却常常被忽视。

“载流子迁移率涉及到器件的发热问题。

迁移率越高，相同电压下产生的热量就越少；而散热则与如何释放热量有关。

”魏大成解释道，“普通的六方氮化硼，我们把它比作一张纸。

当一张纸覆盖在材料表面时，不可避免地会出现缝隙。

现有六方氮化硼制备中的转移工艺方法会产生较多的间隙并引入杂质和缺陷，这会给研究带来不利影响。

“在我们团队开发的这项技术中，共形六方氮化硼完全粘附在材料表面。

氮化硼直接生长在材料表面，不仅完美贴合，不留任何缝隙，而且不需要转移。

”魏大成介绍，共形六方氮化硼改性后，二硒化钨场效应晶体管器件迁移率显着提高；界面热阻降低；器件最大功率密度提高2~4倍，这高于现有计算机CPU的功率密度，该技术不仅为解决芯片散热问题提供了新思路，而且通用性强，可应用于基于二硒化钨材料的晶体管器件。

此外，本研究采用的PECVD技术是芯片制造中常用的制造工艺，赋予了这种共形六方氮化硼未来大规模生产和应用的巨大潜力。

团队将继续致力于场效应晶体管电学材料的开发，包括共轭有机分子、高分子、低维纳米材料，研究场效应晶体管器件的设计原理及其在光电子、化学等领域的研究传感、生物传感。

应用。

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