半导体器件散热大突破？新技术将散热性提高25% 还能大规模制造

据报道，韩国工程师们发现了一种利用表面等离子体激元（SPP）的新传热模式，在半导体热管理方面取得了重大突破。这种新方法将散热提高了 25%，对于解决小型半导体器件的过热问题至关重要。

缩小半导体尺寸的需求，加上器件热点处产生的热量不能有效分散的问题，对现代器件的可靠性和耐用性产生了负面影响。现有的热管理技术还不能胜任这项任务。因此，发现一种利用基板上金属薄膜产生的表面波来散热的新方法，确实是一个重要的突破。

韩国科学技术院（KAIST）日前宣布，机械工程系Bong Jae Lee教授的研究小组，成功测量了新观察到的由SPP在沉积在基板上的金属薄膜中引起的热传递，这还是全球范围内的第一次。

SPP是指电介质与金属界面处的电磁场与金属表面的自由电子及类似集体振动粒子之间强烈相互作用，并在金属表面形成的表面波。

具体而言，研究小组利用SPP（金属-电介质界面产生的表面波）来改善纳米级金属薄膜的热扩散。由于这种新的传热模式是在基板上沉积金属薄膜时发生的，因此它在器件制造过程中非常有用，并且具有能够大规模制造的优点。

研究小组表示，由于半径约3厘米、厚度为100纳米的钛（Ti）薄膜上产生表面波，热导率提高了约25%。最新研究结果已于近期发表在了《物理评论快报》上。

“这项研究的意义在于，在加工难度较低的基板上沉积的金属薄膜上首次发现了一种利用表面波进行传热的新模式，它可以用作纳米级散热器，以有效地散发容易过热的半导体器件热点附近的热量。”他们说。

这一结果对未来高性能半导体器件的发展具有重大意义，因为它可以应用于纳米级薄膜上的快速散热。特别是，研究团队发现的这种新的传热模式，有望解决半导体器件热管理的基本问题，因为它可以在纳米级厚度下实现更有效的传热，而薄膜的导热率通常会因边界散射效应而降低。