中國首創！攻克涉半導體世界難題

在晶片製造中，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”介面轉變為原子級平整的“薄膜”，使晶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品質整合提供“中國範式”的突破性成果，已發表在《自然·通訊》與《科學進展》上。

“傳統半導體晶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’，嚴重時導致晶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，成為射頻晶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，新結構介面熱阻僅為傳統的三分之一。

基於該技術製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%。這意味著同樣晶片面積下，裝備探測距離可顯著增加，通訊基站也能覆蓋更遠、更節能。 (經濟日報)