半導(dǎo)體器件散熱大突破？新技術(shù)將散熱性提高 25% 還能大規(guī)模制造 每日熱議

(資料圖片僅供參考)

財(cái)聯(lián)社 7 月 7 日訊（編輯 黃君芝）據(jù)報(bào)道，韓國工程師們發(fā)現(xiàn)了一種利用表面等離子體激元（SPP）的新傳熱模式，在半導(dǎo)體熱管理方面取得了重大突破。這種新方法將散熱提高了 25%，對(duì)于解決小型半導(dǎo)體器件的過熱問題至關(guān)重要。

縮小半導(dǎo)體尺寸的需求，加上器件熱點(diǎn)處產(chǎn)生的熱量不能有效分散的問題，對(duì)現(xiàn)代器件的可靠性和耐用性產(chǎn)生了負(fù)面影響。現(xiàn)有的熱管理技術(shù)還不能勝任這項(xiàng)任務(wù)。因此，發(fā)現(xiàn)一種利用基板上金屬薄膜產(chǎn)生的表面波來散熱的新方法，確實(shí)是一個(gè)重要的突破。

韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）日前宣布，機(jī)械工程系 Bong Jae Lee 教授的研究小組，成功測(cè)量了新觀察到的由 SPP 在沉積在基板上的金屬薄膜中引起的熱傳遞，這還是全球范圍內(nèi)的第一次。

SPP 是指電介質(zhì)與金屬界面處的電磁場(chǎng)與金屬表面的自由電子及類似集體振動(dòng)粒子之間強(qiáng)烈相互作用，并在金屬表面形成的表面波。

具體而言，研究小組利用 SPP（金屬 - 電介質(zhì)界面產(chǎn)生的表面波）來改善納米級(jí)金屬薄膜的熱擴(kuò)散。由于這種新的傳熱模式是在基板上沉積金屬薄膜時(shí)發(fā)生的，因此它在器件制造過程中非常有用，并且具有能夠大規(guī)模制造的優(yōu)點(diǎn)。

研究小組表示，由于半徑約 3 厘米、厚度為 100 納米的鈦（Ti）薄膜上產(chǎn)生表面波，熱導(dǎo)率提高了約 25%。最新研究結(jié)果已于近期發(fā)表在了《物理評(píng)論快報(bào)》上。

" 這項(xiàng)研究的意義在于，在加工難度較低的基板上沉積的金屬薄膜上首次發(fā)現(xiàn)了一種利用表面波進(jìn)行傳熱的新模式，它可以用作納米級(jí)散熱器，以有效地散發(fā)容易過熱的半導(dǎo)體器件熱點(diǎn)附近的熱量。" 他們說。

這一結(jié)果對(duì)未來高性能半導(dǎo)體器件的發(fā)展具有重大意義，因?yàn)樗梢詰?yīng)用于納米級(jí)薄膜上的快速散熱。特別是，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的這種新的傳熱模式，有望解決半導(dǎo)體器件熱管理的基本問題，因?yàn)樗梢栽诩{米級(jí)厚度下實(shí)現(xiàn)更有效的傳熱，而薄膜的導(dǎo)熱率通常會(huì)因邊界散射效應(yīng)而降低。