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芯片散熱有了新思路!復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的“無(wú)縫生長(zhǎng)”技術(shù)獲重要進(jìn)展
信息來(lái)源:本站 | 發(fā)布日期: 2019-03-30 13:42:52 | 瀏覽量:933923
新民晚報(bào)訊(記者 張炯強(qiáng))隨著半導(dǎo)體芯片的不斷發(fā)展,運(yùn)算速度越來(lái)越快,芯片發(fā)熱問(wèn)題愈發(fā)成為制約芯片技術(shù)發(fā)展的瓶頸,熱管理對(duì)于開(kāi)發(fā)高性能電子芯片至關(guān)重要。近日,復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員魏大程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三年努力,在場(chǎng)效應(yīng)晶體管…
為解決芯片發(fā)熱問(wèn)題,魏大程團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種共形六方氮化硼(h-BN)修飾技術(shù)(即準(zhǔn)平衡PECVD)。據(jù)魏大程介紹,芯片散熱很大程度上受到各種界面的限制,其中導(dǎo)電溝道附近的半導(dǎo)體和介電基底界面尤其重要。六方氮化硼是一種理想的介電基底修飾材料,能夠改善半導(dǎo)體和介電基底界面。大量研究表明,六方氮化硼修飾能夠降低基底表面粗糙度和雜質(zhì)對(duì)載流子輸運(yùn)的影響,提高器件載流子遷移率。然而,六方氮化硼在界面熱耗散領(lǐng)域的潛在應(yīng)用則往往被忽視。
“載流子遷移率涉及器件的發(fā)熱問(wèn)題,遷移率越高,那么同等電壓下發(fā)熱就越少;而熱耗散則關(guān)系到如何將這些熱量釋放掉?!蔽捍蟪探忉尩?,“普通的六方氮化硼,我們將它比喻成一張紙,一張紙覆蓋在材料表面難免有縫隙,現(xiàn)有六方氮化硼制備方法中的轉(zhuǎn)移過(guò)程會(huì)產(chǎn)生更多縫隙,同時(shí)引入雜質(zhì)、缺陷,對(duì)研究帶來(lái)不利影響。而共形六方氮化硼是完全貼合在材料表面的,中間無(wú)縫隙,沒(méi)有雜質(zhì)混入,更有利于取得好的結(jié)果?!?br />
“在我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)中,共形六方氮化硼是直接在材料表面生長(zhǎng)的,不僅完全貼合、不留縫隙,還無(wú)需轉(zhuǎn)移?!?據(jù)魏大程介紹,共形六方氮化硼修飾后,二硒化鎢場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件遷移率顯著提高;界面熱阻降低;器件工作的最大功率密度提高了2~4倍,高于現(xiàn)有電腦CPU工作的功率密度。這項(xiàng)技術(shù)不僅為解決芯片散熱問(wèn)題提供了嶄新的思路,同時(shí)具有高普適性,可應(yīng)用于基于二硒化鎢材料的晶體管器件,還可以推廣到其他材料和更多器件應(yīng)用中。此外,該研究中所采用的PECVD技術(shù)是一種芯片制造業(yè)中常用的制造工藝,使得這種共形六方氮化硼具有規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用的巨大潛力。
研究團(tuán)隊(duì)未來(lái)將繼續(xù)致力于開(kāi)發(fā)場(chǎng)效應(yīng)晶體管電學(xué)材料,包括共軛有機(jī)分子、大分子、低維納米材料,研究場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的設(shè)計(jì)原理以及在光電、化學(xué)傳感、生物傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。
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2024-10-24 11:59:53
英國(guó)科學(xué)家破解室溫下量子信息存儲(chǔ)難題】劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)在層狀二維材料六方氮化硼中發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的“單原子缺陷”,能在室溫條件下使量子…
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2024-10-15 09:49:51
常見(jiàn)的六方相氮化硼(hBN)因化學(xué)穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能好以及表面無(wú)懸掛鍵原子級(jí)平整等特點(diǎn),被視為理想的寬帶隙二維介質(zhì)材料。菱方相氮化硼(rBN)可以保持h…
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2024-10-07 09:23:20
多數(shù)晶體內(nèi)原子、分子排列并非完美無(wú)暇,也因此會(huì)形成晶體缺陷,而科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)層狀二維材料存在的單原子缺陷,竟無(wú)需其他特殊條件就可在室溫下保留幾…
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2024-09-28 09:33:56
氮化硼是由氮原子和硼原子構(gòu)成的晶體,除了常見(jiàn)的六方氮化硼(白石墨)外,還有立方氮化硼(CBN)、菱方氮化硼(RBN)、纖鋅礦型氮化硼(WBN)等變體,…
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2024-09-20 15:44:30
氮化硼(Boron Nitride, BN)是一種重要的無(wú)機(jī)化合物,廣泛應(yīng)用于電子、新能源、航空航天等多個(gè)高科技領(lǐng)域。其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),如高熱導(dǎo)率、電絕…
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2024-09-14 08:27:33
莫爾超晶格已被證明是一個(gè)非常豐富的材料平臺(tái),通過(guò)改變扭轉(zhuǎn)角、摻雜或電場(chǎng)來(lái)設(shè)計(jì)電子帶,可以實(shí)現(xiàn)不同的物質(zhì)相。然而,現(xiàn)有的莫爾系統(tǒng)在各個(gè)方面都存在…