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隨著半導體芯片的不斷發展,運算速度越來越快,芯片發熱問題愈發成為制約芯片技術發展的瓶頸,熱管理對于開發高性能電子芯片至關重要。
為此,研究人員開發了一種共形六方氮化硼修飾技術,在最低溫度300攝氏度的條件下,無需催化劑直接在二氧化硅/硅片(SiO2/Si)、石英、藍寶石、單晶硅,甚至在具有三維結構的氧化硅基底表面生長高質量六方氮化硼薄膜。共形六方氮化硼具有原子尺度清潔的范德瓦爾斯介電表面,與基底共形緊密接觸,不用轉移,可直接應用于二硒化鎢等半導體材料的場效應晶體管。這也是六方氮化硼在半導體與介電襯底界面熱耗散領域的首次應用。
據介紹,芯片散熱很大程度上受到各種界面的限制,其中導電溝道附近的半導體和介電基底界面尤其重要。氮化硼的衍生產品六方氮化硼是一種理想的介電基底修飾材料,能夠改善半導體和介電基底界面。然而,六方氮化硼在界面熱耗散領域的潛在應用則往往被忽視。 “在這項技術中,共形六方氮化硼是直接在材料表面生長的,不僅完全貼合、不留縫隙,還無需轉移。”魏大程研究員說。這項技術將從嶄新的角度為解決芯片散熱問題提供新思路。