bet356在线官方网站 中青报讯（郭楠楠 中青报记者 孙海华）记者近日获悉，西安电子科技大学（以下简称“西安”）张金成教授、该校郝跃院士等团队的最新研究取得历史性突破，将材料间的“岛”键转变为“原子级平坦的薄膜”，提高了散热效率和整体性能。该芯片得到了显着改进，打破了相关研究领域近20年的技术停滞。相关成果发表在国际领先期刊《Nature Communications》和《Science Advances》上。在第三代半导体（如氮化镓）和第四代半导体（如氧化镓）等半导体器件中，不同层材料之间的界面质量直接决定了整体性能，因此极其重要。不能有效、可靠地集成它们。传统的施工方法使用氮化铝作为中间“粘附层”，但随着“粘附层”的生长，形成了无数不规则、凹凸不平的“岛屿”。 “‘岛’结构的不规则表面在界面处产生了很大的传热阻力，形成了‘热断点’。”团队成员、西安电子科技大学教授周宏解释道。如果热量无法散发，它就会在芯片内部积聚，最终导致性能下降，甚至设备磨损。 “这个问题长期以来一直没有得到彻底解决，已经成为限制射频芯片产量提升的最大瓶颈。”研究团队的进展在于从根本上改变了氮化铝层的生长方式，将其从粗糙的“多晶岛状”结构转变为原子排列高度有序的“单晶薄膜”。 “离子注入诱导成核”技术他们的研究将原来随机、不均匀的生长过程转变为精确、可控、均匀的生长过程。 “这就像从随机播种到有计划、均匀播种，最终生产出均匀的作物，”周红说。这种变化代表着质的飞跃。平坦的单晶薄膜显着减少了界面缺陷，并允许热量通过缓冲/成核层快速释放。实验数据表明，新结构的界面热阻仅为传统“岛”形结构的三分之一。这种看似基础的材料加工方面的创新，让第三代和第四代解决了半导体面临的常见散热问题。基于这种创新的氮化铝薄膜技术，研究团队制备了氮化镓微波功率器件，在X和Ka频段分别实现了42 W/mm和20 W/mm的输出功率密度。伊利。这一数据使国际同类设备的性能记录提高了30%至40%。这是过去20年来该领域最大的进步。这意味着在芯片面积保持不变的情况下，器件的检测范围可以显着增加。对于通信基站来说，可以增加信号范围并降低功耗。对于普通大众来说，这项技术的好处将逐渐显现出来。 “在赋”除了创纪录的数据外，这一成果的核心价值在于，氮化铝从特定的“粘合剂”转变为适应性强、可扩展的“通用集成平台”，为解决各种半导体材料高质量集成的全球难题提供了可模仿的中国范式。该团队并不局限于现有的进步。氮化铝非常出色，但也有一些极端材料，例如金刚石，其导热性更强。”设备的寿命将增加another order of magnitude, reaching more than 10 times what it is now.” Zhou Hong said this could require another “ten-year” scientific research trip. “Continuous exploration of the limits of materials is the core driving force for the continued development of semiconductor technology.” (Guo Nannan, Sun Haihua, China Youth Daily reporter)
（编辑：韩璐）