1月13日，記者從西安電子科技大學(xué)獲悉：該校郝躍院士團隊突破了20年的半導(dǎo)體材料技術(shù)瓶頸，讓芯片散熱效率與綜合性能實現(xiàn)飛躍性提升，為解決各類半導(dǎo)體材料高質(zhì)量集成問題提供了可復(fù)制的中國范式。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際頂級期刊《自然·通訊》和《科學(xué)進展》上。
“目前市面上最常見的射頻半導(dǎo)體芯片是第三代氮化鎵半導(dǎo)體芯片，該類芯片散熱主要由芯片晶體的成核層決定。在我們實現(xiàn)科研突破之前，這類芯片晶體的成核層都是凹凸不平的，不利于芯片散熱?！蔽靼搽娮涌萍即髮W(xué)副校長、教授張進成解釋，“熱量散不出去可能導(dǎo)致芯片性能下降甚至器件燒毀。”
團隊創(chuàng)新性地在第三代半導(dǎo)體芯片晶體上注入高能離子，讓晶體成核層表面變得光滑。這一突破將半導(dǎo)體熱阻降至原來的三分之一，解決了第三代乃至未來半導(dǎo)體芯片面臨的散熱難題。
同時，該項突破讓半導(dǎo)體器件性能大幅提升。基于這項創(chuàng)新技術(shù)，研究團隊制備的氮化鎵微波功率器件單位面積功率較目前市面上最先進的同類型器件性能提升了30%到40%?！斑@意味著將其應(yīng)用在探測裝備上，探測距離可以顯著增加；將其應(yīng)用在通信基站上，能實現(xiàn)更廣的信號覆蓋和更低的能耗。”團隊成員、西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院教授周弘說。
對普通民眾來說，這項技術(shù)的紅利也將逐步顯現(xiàn)?！拔磥?，手機用上這類芯片后，在偏遠地區(qū)的信號接收能力會更強，續(xù)航時間也可能更長?！敝芎敫嬖V記者，“我們也在研究將金剛石這類散熱性能更強的材料用在半導(dǎo)體上。假如攻關(guān)成功，半導(dǎo)體器件的功率處理能力有望再提升一個數(shù)量級，達到現(xiàn)在的十倍甚至更多?！保▉碓矗宏兾魅請螅?/p>
