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复旦大学科研团队的“无缝生长”技能获紧张希望

工夫:2019/3/15 8:41:34

泉源:上海教诲旧事网    作者:张炯强    选稿:阿本东方网教诲频道 陈乐 夏荔

随着半导体芯片的不停生长,运算速率越来越快,芯片发热题目愈发成为制约芯片技能生长的瓶颈,热办理对付开辟高功能电子芯片至关紧张。克日,复旦大学高分子迷信系、聚合物分子工程国度重点实行室研讨员魏大程团队颠末三年高兴,在场效应晶体管介电基底的界面修饰范畴获得紧张希望。该项事情将无望为办理芯片散热题目提供一种介电基底修饰的新技能。

为办理芯片发热题目,魏大程团队开辟了一种共形六方氮化硼(h-BN)修饰技能(即准均衡PECVD)。据魏大程先容,芯片散热很大水平上遭到种种界面的限定,此中导电沟道相近的半导体和介电基底界面尤其紧张。六方氮化硼是一种抱负的介电基底修饰质料,可以或许改进半导体和介电基底界面。少量研讨评释,六方氮化硼修饰可以或许低落基底外貌粗糙度和杂质对载流子输运的影响,进步器件载流子迁徙率。但是,六方氮化硼在界面热耗散范畴的潜伏使用则每每被轻忽。

"载流子迁徙率触及器件的发热题目,迁徙率越高,那么划一电压下发热就越少;而热耗散则干系到怎样将这些热量开释失。"魏大程表明道,"平凡的六方氮化硼,我们将它比喻成一张纸,一张纸笼罩在质料外貌不免有漏洞,现有六方氮化硼制备要领中的转移历程会孕育发生更多漏洞,同时引入杂质、缺陷,对研讨带来倒霉影响。而共形六方氮化硼是完全贴合在质料外貌的,中心无漏洞,没有杂质混入,更有利于获得好的结果。"

"在我们团队研发的这项技能中,共形六方氮化硼是间接在质料外貌生长的,不但完全贴合、不留漏洞,还无需转移。" 据魏大程先容,共形六方氮化硼修饰后,二硒化钨场效应晶体管器件迁徙率明显进步;界面热阻低落;器件事情的最大功率密度进步了2~4倍,高于现有电脑CPU事情的功率密度。这项技能不但为办理芯片散热题目提供了极新的思绪,同时具有高普适性,可使用于基于二硒化钨质料的晶体管器件,还可以推行到其他质料和更多器件使用中。别的,该研讨中所接纳的PECVD技能是一种芯片制造业中常用的制造工艺,使得这种共形六方氮化硼具有范围化消费和使用的宏大潜力。

研讨团队将来将继承努力于开辟场效应晶体管电学质料,包罗共轭无机分子、大分子、低维纳米质料,研讨场效应晶体管器件的设计原理以及在光电、化学传感、生物传感等范畴的使用。