Kòm chips informatique AI ak aparèy RF twazyèm -jenerasyon kontinye evolye nan direksyon pi gwo pouvwa ak pi gwo dansite flux chalè, lojik konpetitif nan endistri jesyon tèmik semi-conducteur a te sibi yon chanjman fondamantal. Nan anpil gwo -senaryo echèk aparèy, kòz rasin lan se pa ensifizan konduktiviti tèmik nan materyèl debaz chalè -dissipation, men pito segondè rezistans tèmik entèfas ak estabilite estriktirèl pòv anba kondisyon segondè-tanperati monte bisiklèt. Nitrure aliminyòm (AlN), kòm yon reprezantan segondè konduktiviti tèmik materyèl seramik, te wè pite ak kontwòl amann -echèl mikwostrikti entèfas li yo vin faktè kritik ki afekte pèfòmans ak lavi sèvis nan segondè -semi-conducteurs pouvwa.
1. Dekouvèt akademik: Ion-enplantasyon-Teknoloji nikleyasyon pwovoke
Pou adrese pwen doulè endistri yo nan gwo dansite defo ak gwo rezistans tèmik nan koòdone epitaxial nan aparèy ki gen gwo pouvwa, ekip nou an te devlope yon teknoloji nikleyasyon iyon-enplantasyon- ki byen presize kontwole kwasans fim mens AlN nan byen -kòd òdone estrikti kouch yo, akimile pwoblèm yo ki lakòz yon fason efikas nan akimilasyon. kwasans o aza yo wè nan pwosesis konvansyonèl yo. Mezi eksperimantal yo montre ke pwosesis sa a diminye rezistans tèmik entèfas a yon tyè nan estrikti tradisyonèl yo. Dekouvèt sa a elve AlN soti nan yon senp materyèl lyezon oksilyè nan yon platfòm koòdone inivèsèl entegre konpatib ak yon varyete materyèl semi-conducteurs. Li konfime tou yon tandans endistri: amelyorasyon nan pèfòmans semi-conducteurs pouvwa pa depann ankò sou anpile paramèt substra; pito, gwo-pite, ba-defo kouch koòdone AlN vin pèmèt debaz la. AlN konbine segondè konduktiviti tèmik, segondè izolasyon elektrik, ak yon koyefisyan ekspansyon tèmik ki byen matche ak carbure Silisyòm (SiC) epi li se jistis pre nitrure Galyòm (GaN), fè li yon endispansab entèfas materyèl fonksyonèl pou heteroepitaxy ak anbalaj aparèy presizyon.
2. Kontwòl enpurte oksijèn: Varyab debaz la ki detèmine mens -Fim entèfas fyab
Pèfòmans nan koòdone a finalman depann sou bon jan kalite a kristal ak kontwòl enpurte nan fim nan mens AlN tèt li. Teyorik konduktiviti tèmik nan yon sèl -kristal AlN ka rive nan 320 W/(m·K), fè li yon chalè ideyal -dissipation materyèl. Sepandan, pèfòmans nan fim epitaxially grandi mens limite pa domaj kristal ak kontni enpurte. Enpurte oksijèn nan fim nan se faktè kle ki limite konduktiviti tèmik ak afekte estabilite entèfas. AlN gen gwo aktivite chimik epi li gen tandans enkòpore atòm oksijèn pandan kwasans epitaksi. Yon fwa atòm oksijèn antre nan lasi kristal la, yo fòme pòs vid aliminyòm, pwovoke deformation lasi, ak amelyore gaye fonon, kidonk diminye konduktiviti tèmik intrinsèque fim nan.
Enpak enpurte oksijèn sou aparèy semi-conducteurs pèsiste pandan tout lavi sèvis yo. Oksijèn ki fonn nan lasi a domaje estrikti kristal la pou tout tan; oksijèn rezidyèl nan fim nan fòme konplèks defo pandan operasyon tanperati wo -, agrave rezistans tèmik entèfas. Nan anviwònman ki gen sikilasyon souvan tèmik, domaj sa yo piti piti akimile, ki mennen nan yon ogmantasyon kontinyèl nan rezistans tèmik entèfas. Pandan operasyon alontèm-, aparèy yo gen tandans pou degradasyon pouvwa ak fyab redwi. Se poutèt sa, preparasyon fim mens AlN ki ba-oksijèn, segondè-kristalinite yo vin tounen yon direksyon teknik kritik pou dekouvèt nan pèfòmans aparèy ki gen gwo pouvwa.
3. Rezime ak pespektiv
Kounye a, Lachin te bati yon fondasyon solid rechèch teyorik ak eksperimantal nan jaden an nan fim mens AlN. Sèvi ak nouvo teknik kwasans tankou enplantasyon iyon, rezistans tèmik ki ba, byen -fim mens byen estriktire ka pwodui nan echèl laboratwa a. Sepandan, teknoloji avanse preparasyon entèfas sa yo poko gen matirite pou aplikasyon endistriyèl akòz gwo depans fabwikasyon, pwodiksyon pakèt ki ba, ak konpatibilite pwosesis ensifizan. Kòm yon rezilta, gwo-pèfòmans fim mens AlN pa poko ka lajman adopte nan aparèy segondè-semi-conducteurs.
Paske teknoloji pwodiksyon an mas pou koòdone fim-fen mens-segondè yo pa te reyalize, solisyon domestik jesyon tèmik fè fas a gwo defi nan aplikasyon ki gen valè-tankou chips otomobil-, chips enfòmatik segondè-, ak aparèy RF frekans segondè, ak pousantaj pénétration ki ba toujou. Kou boutèy debaz la chita nan estabilite estriktirèl ki pa apwopriye nan koòdone fim mens-nan kondisyon alontèm siklis tèmik-.
Devlopman endistri alavni ta dwe kontinye konsantre sou optimize iteratif pwosesis kwasans fim AlN-, amelyore piti piti aspè kle yo tankou etablisman anviwònman kwasans pite ki wo ak pirifikasyon gaz precurseur ki gen pite segondè, pandan y ap kontwole sevè enkòporasyon enpurte danjere tankou oksijèn nan lattis la. Endistri a dwe bay priyorite pou rezoud pwoblèm enpòtan yo tankou konsistans pakèt-a-fabwikasyon fim mens-, fòs lyezon entèfas, ak estabilite sèvis alontèm-, pandan y ap kontinye diminye depans pwodiksyon ak akselere komèsyalizasyon teknoloji laboratwa yo. Se sèlman lè sa a, fim mens AlN ki gen gwo -pèfòmans ka vrèman reyalize adopsyon komèsyal toupatou epi ede simonte kou boutèy entèn tèmik pou endistri semi-conducteurs domestik gwo -pouvwa Lachin nan.