AI hisoblash chiplari va uchinchi avlod RF qurilmalari yuqori quvvat va yuqori issiqlik oqimi zichligiga qarab rivojlanishda davom etar ekan, yarimo'tkazgichlar issiqlik boshqaruvi sanoatining raqobatbardosh mantig'i tubdan o'zgardi. Ko'pgina yuqori{2}}qurilma ishdan chiqish stsenariylarida asosiy sabab endi asosiy issiqlikni tarqatuvchi materiallarning issiqlik o'tkazuvchanligi-ning etarli emasligi emas, balki yuqori-haroratli aylanish sharoitida yuqori interfaol issiqlik qarshiligi va strukturaning yomon barqarorligidir. Alyuminiy nitridi (AlN) yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi bo'lgan keramika materiali sifatida, uning interfaal mikrotuzilmasining tozaligi va nozik miqyosda nazorati-yuqori quvvatli yarimo'tkazgichlarning ishlashi va xizmat qilish muddatiga ta'sir qiluvchi muhim omillarga aylangan.
1. Akademik yutuq: Ion-Implantatsiya-Induced Nucleation Technology
Yuqori quvvatli qurilmalardagi epitaksial interfeyslarda yuqori nuqson zichligi va yuqori issiqlik qarshiligi bilan bog'liq sanoatning og'riqli nuqtalarini hal qilish uchun-bizning jamoamiz ion{1}}implantatsiya-tasirlangan yadrolanish texnologiyasini ishlab chiqdi, bu esa AlN yupqa plyonkalarning yaxshi tartiblangan qatlamli tuzilmalarni samarali qayta tiklashi natijasida-o'sishini aniq nazorat qiladi. orol-odatiy jarayonlarda kuzatilgan tasodifiy o'sish kabi. Eksperimental o'lchovlar shuni ko'rsatadiki, bu jarayon interfaal issiqlik qarshiligini an'anaviy tuzilmalarning -uchdan biriga kamaytiradi. Ushbu yutuq AlN ni oddiy yordamchi biriktiruvchi materialdan turli yarimo'tkazgichlar bilan mos keluvchi universal integratsiya interfeysli platformaga ko'taradi. Bu, shuningdek, sanoat tendentsiyasini tasdiqlaydi: yarimo'tkazgich quvvat ko'rsatkichlarini oshirish endi stacking substrat parametrlariga tayanmaydi; aksincha, yuqori-tozalik, past-nuqson AlN interfeysi qatlamlari asosiy faollashtiruvchiga aylanadi. AlN yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori elektr izolyatsiyasi va kremniy karbidiga (SiC) chambarchas mos keladigan issiqlik kengayish koeffitsientini birlashtiradi va galliy nitridiga (GaN) juda yaqin bo'lib, uni heteroepitaksiya va nozik asboblarni qadoqlash uchun ajralmas interfaal funktsional materialga aylantiradi.
2. Kislorod nopokligini nazorat qilish: yupqa-film interfeysi ishonchliligini aniqlovchi asosiy o‘zgaruvchi
Interfeysning ishlashi oxir-oqibatda AlN yupqa plyonkaning kristal sifati va nopoklik nazoratiga bog'liq. Yagona kristall AlN ning nazariy issiqlik o'tkazuvchanligi-320 Vt/(m·K) ga yetishi mumkin, bu esa uni ideal issiqlik-tarqatuvchi materialga aylantiradi. Biroq, epitaksial ravishda o'stirilgan yupqa plyonkalarning ishlashi kristall nuqsonlari va nopoklik tarkibi bilan cheklangan. Filmdagi kislorod aralashmalari issiqlik o'tkazuvchanligini cheklovchi va interfaal barqarorlikka ta'sir qiluvchi asosiy omil hisoblanadi. AlN yuqori kimyoviy faollikka ega va epitaksial o'sish jarayonida kislorod atomlarini kiritishga moyil. Kislorod atomlari kristall panjaraga kirgandan so'ng, ular alyuminiy bo'shliqlarini hosil qiladi, panjara buzilishini keltirib chiqaradi va fononning tarqalishini kuchaytiradi va shu bilan plyonkaning ichki issiqlik o'tkazuvchanligini pasaytiradi.
Kislorodli aralashmalarning yarimo'tkazgichli qurilmalarga ta'siri butun xizmat muddati davomida saqlanib qoladi. Panjara ichidagi erigan kislorod kristall strukturaga doimiy ravishda zarar etkazadi; plyonkadagi qoldiq kislorod yuqori -haroratda ishlaganda nuqsonli komplekslarni hosil qilib, fazalararo termal qarshilikni kuchaytiradi. Tez-tez termal tsikli bo'lgan muhitda bu nuqsonlar asta-sekin to'planib boradi, bu esa interfaal termal qarshilikning doimiy o'sishiga olib keladi. Uzoq{4}}muddatli ishlaganda qurilmalar quvvati pasayadi va ishonchliligi pasayadi. Shu sababli, past{6}}kislorodli, yuqori-kristalli AlN yupqa plyonkalarni tayyorlash yuqori quvvatli qurilmalarning ishlashidagi yutuqlar uchun muhim texnik yo'nalishga aylandi.
3. Xulosa va istiqbol
Hozirgi vaqtda Xitoy AlN yupqa plyonkalar sohasida mustahkam nazariy va eksperimental tadqiqot poydevorini qurdi. Laboratoriya miqyosida ion implantatsiyasi, past termal qarshilik,-yaxshi tuzilgan yupqa plyonkalar kabi yangi o'stirish usullaridan foydalanish mumkin. Biroq, bu ilg'or interfaol tayyorlash texnologiyalari yuqori ishlab chiqarish xarajatlari, past partiya hosildorligi va jarayonning etarli darajada mos kelmasligi sababli sanoatda qo'llanilishi uchun hali etuk emas. Natijada, yuqori-mahsulotli AlN yupqa plyonkalarni hali yuqori-yarimo'tkazgichli qurilmalarda keng qo'llash mumkin emas.
Yupqa plyonkali interfeyslarni ommaviy ishlab chiqarish texnologiyasiga-yuqori- erishilmaganligi sababli, mahalliy issiqlik boshqaruvi yechimlari yuqori{2}}avtomotiv{3}}navbatdagi chiplar, yuqori{4}}so'nggi hisoblash chiplari va yuqori-chastotali chastotali qurilmalar kabi yuqori{2}}ilovalarda jiddiy qiyinchiliklarga duch keladi. Asosiy to'siq uzoq muddatli termal aylanish sharoitida yupqa{7}}plenka interfeyslarining tuzilmaviy barqarorligining etarli emasligidadir.
Kelajakda sanoatni rivojlantirish AlN yupqa plyonkalarni o'stirish jarayonlarini iterativ optimallashtirishga, yuqori-o'sish muhitini yaratish va yuqori-tozalikdagi prekursor gazlarini tozalash kabi asosiy jihatlarni doimiy ravishda yaxshilashga, shu bilan birga zararli oksijenli lattik moddalar tarkibiga qo'shilishini qat'iy nazorat qilishga qaratishda davom etishi kerak. Sanoat ishlab chiqarish xarajatlarini doimiy ravishda kamaytirish va laboratoriya texnologiyalarini tijoratlashtirishni jadallashtirish bilan birga, yupqa plyonka ishlab chiqarishning partiyaviy-to-toplam konsistensiyasi, yuzalar orasidagi bog‘lanish mustahkamligi va uzoq{7}}xizmat barqarorligi kabi muhim masalalarni hal etishga ustuvor ahamiyat berishi kerak. Shundagina yuqori unumdorlikka ega{9}}AlN yupqa plyonkalar haqiqatan ham keng ko'lamda tijorat maqsadlarida qo'llanilishiga erisha oladi va Xitoyning mahalliy yuqori quvvatli yarimo'tkazgichlar sanoati uchun ichki issiqlik muammosini bartaraf etishga yordam beradi.