北京
在芯片制造中，不同材料層間的“島狀”連接結構長期阻礙熱量傳遞，成為器件性能提升的關鍵瓶頸。
近日，西安電子科技大學郝躍院士、張進成教授團隊通過創新技術，成功將粗糙的“島狀”界面轉變為原子級平整的“薄膜”，使芯片散熱效率和器件性能獲得突破性提升。這項為半導體材料高質量集成提供“中國范式”的突破性成果，已發表在《自然·通訊》與《科學進展》上。
郝躍院士（左四）指導師生實驗。圖片來源：西安電子科技大學
“傳統半導體芯片的晶體成核層表面凹凸不平，嚴重影響散熱效果。”西安電子科技大學副校長、教授張進成介紹，“熱量散不出去會形成‘熱堵點’，嚴重時導致芯片性能下降甚至器件損壞。”這個問題自2014年相關成核技術獲得諾貝爾獎以來，一直未能徹底解決，成為射頻芯片功率提升的最大瓶頸。
團隊首創“離子注入誘導成核”技術，將原本隨機的生長過程轉為精準可控的均勻生長。實驗顯示，新結構界面熱阻僅為傳統的三分之一。
基于該技術制備的氮化鎵微波功率器件，在X波段和Ka波段輸出功率密度分別達42瓦/毫米和20瓦/毫米，將國際紀錄提升30%—40%。這意味著同樣芯片面積下，裝備探測距離可顯著增加，通信基站也能覆蓋更遠、更節能。
本文來自：科技日報記者 王禹涵
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