【芯聞時(shí)譯】研究人員找到了一種減少半導(dǎo)體器件過(guò)熱的方法

來(lái)源：半導(dǎo)體芯科技編譯

縮小半導(dǎo)體尺寸的需求，加上器件熱點(diǎn)處產(chǎn)生的熱量無(wú)法有效分散的問(wèn)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)無(wú)法勝任這項(xiàng)任務(wù)。因此，利用在基板上的金屬薄膜上產(chǎn)生的表面波來(lái)分散熱量的新方法的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)重要的突破。

KAIST（韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院：李光亨校長(zhǎng)）宣布，機(jī)械工程系Bong Jae Lee教授的研究小組在世界上首次成功測(cè)量了沉積在基板上的金屬薄膜中由 "表面等離子體極化子"（SPP）引起的新的熱量轉(zhuǎn)移。

表面等離子體極化子(SPP)是指在電介質(zhì)和金屬界面上的電磁場(chǎng)與金屬表面的自由電子和類(lèi)似的集體振動(dòng)粒子之間強(qiáng)烈相互作用而在金屬表面形成的表面波。

研究小組利用表面等離子體極化子（SPP）--在金屬-電介質(zhì)界面上產(chǎn)生的表面波--來(lái)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底上沉積金屬薄膜時(shí)產(chǎn)生的，因此在器件制造過(guò)程中非常有用，而且具有可大面積制造的優(yōu)勢(shì)。研究小組的研究表明，由于在半徑約為3厘米的100納米厚鈦（Ti）薄膜上產(chǎn)生了表面波，導(dǎo)熱率提高了約25%。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的KAIST教授Bong Jae Lee說(shuō)：“這項(xiàng)研究的意義在于，世界上首次發(fā)現(xiàn)了一種新的傳熱模式，即在加工難度較低的基板上沉積的金屬薄膜上利用表面波進(jìn)行導(dǎo)熱。它可以用作納米級(jí)散熱器，以有效地在熱點(diǎn)附近散熱，從而應(yīng)用于容易過(guò)熱的半導(dǎo)體器件。”

該成果可應(yīng)用于納米級(jí)薄膜的快速散熱，對(duì)未來(lái)高性能半導(dǎo)體器件的開(kāi)發(fā)具有重要意義。特別是，研究小組發(fā)現(xiàn)的這種新的傳熱模式有望解決半導(dǎo)體器件熱管理的根本問(wèn)題，因?yàn)樗茉诩{米級(jí)厚度上實(shí)現(xiàn)更有效的傳熱，而薄膜的熱導(dǎo)率通常會(huì)因邊界散射效應(yīng)而降低。

這項(xiàng)研究成果于4月26日在線發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters），并被選為編輯推薦論文。該研究得到了韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室支持計(jì)劃的支持。

審核編輯 黃宇