Halbleiter-Wärmeableitung Neue Technologie verbessert die Wärmeableitung um 25 %

Berichten zufolge haben südkoreanische Ingenieure einen neuen Wärmeübertragungsmodus mithilfe von Oberflächenplasmonpolaritonen (SPPs) entdeckt und damit einen bedeutenden Durchbruch im Halbleiter-Wärmemanagement erzielt. Diese neue Methode erhöht die Wärmeableitung um 25 %, was für die Lösung des Überhitzungsproblems kleiner Halbleiterbauelemente von entscheidender Bedeutung ist.

Die Notwendigkeit, die Größe von Halbleitern zu reduzieren, gepaart mit dem Problem, dass die an Geräte-Hotspots erzeugte Wärme nicht effektiv verteilt wird, hat sich negativ auf die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit moderner Geräte ausgewirkt. Die vorhandene Thermomanagement-Technologie ist dieser Aufgabe noch nicht gewachsen. Daher ist die Entdeckung einer neuen Methode zur Nutzung von Oberflächenwellen, die von Metallfilmen auf Substraten erzeugt werden, zur Wärmeableitung in der Tat ein wichtiger Durchbruch.

Unter SPP versteht man die Oberflächenwelle, die durch die starke Wechselwirkung zwischen dem elektromagnetischen Feld an der Grenzfläche zwischen dem Dielektrikum und dem Metall sowie freien Elektronen und ähnlichen kollektiv schwingenden Teilchen auf der Metalloberfläche entsteht. Konkret nutzte das Forschungsteam SPP (Oberflächenwellen, die an der Metall-Dielektrikum-Grenzfläche erzeugt werden), um die thermische Diffusion nanoskaliger Metallfilme zu verbessern. Aufgrund der Tatsache, dass dieser neue Wärmeübertragungsmodus auftritt, wenn dünne Metallfilme auf dem Substrat abgeschieden werden, ist er im Geräteherstellungsprozess sehr nützlich und hat den Vorteil, dass er in großem Maßstab hergestellt werden kann.

Dieses Ergebnis hat erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung von Hochleistungshalbleiterbauelementen in der Zukunft, da es auf die schnelle Wärmeableitung auf dünnen Filmen im Nanomaßstab angewendet werden kann. Insbesondere der neue Wärmeübertragungsmodus, den das Forschungsteam entdeckt hat, soll das grundlegende Problem des Wärmemanagements in Halbleiterbauelementen lösen, da er eine effektivere Wärmeübertragung bei Dicken im Nanomaßstab erreichen kann und die Wärmeleitfähigkeit dünner Filme dadurch normalerweise verringert wird Grenzstreueffekte.