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在芯片制造中,不同材料层间的“岛状”连接结构长期阻碍热量传递,成为器件性能提升的关键瓶颈。
西安电子科技大学郝跃院士、张进成教授团队通过创新技术,成功将粗糙的“岛状”界面转变为原子级平整的“薄膜”,使芯片散热效率和器件性能获得突破性提升。
“传统半导体芯片的晶体成核层表面凹凸不平,严重影响散热效果。”西安电子科技大学副校长、教授张进成介绍,这个问题自2014年相关成核技术获得诺贝尔奖以来,一直未能彻底解决,成为射频芯片功率提升的最大瓶颈。
团队首创“离子注入诱导成核”技术,将原本随机的生长过程转为精准可控的均匀生长,实验显示,新结构界面热阻仅为传统的三分之一。
这意味着同样芯片面积下,装备探测距离可显著增加,通信基站也能覆盖更远、更节能。
基于这项创新的氮化铝薄膜技术,研究团队制备出的氮化镓微波功率器件,在X波段和Ka波段分别实现了42 W/mm和20 W/mm的输出功率密度。
这一数据将国际同类器件的性能纪录提升了30%到40%,是近二十年来该领域最大的一次突破。
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