來源：《半導體芯科技》雜志

縮小半導體尺寸的需求，加上器件熱點處產生的熱量無法有效分散的問題，對現代器件的可靠性和耐用性產生了負面影響。現有的熱管理技術還無法勝任這項任務。因此，發現一種新的散熱方法——利用在基板上的金屬薄膜中產生的表面波來散熱，是一個重要的突破。

韓國科學技術學院（KAIST）宣布，機械工程系Bong Jae Lee教授的研究小組在世界上首次成功測量了沉積在基板上的金屬薄膜中“表面等離子體激元”（surface plasmon polariton, SPP）引起的一種新型熱傳遞。

表面等離子體激元（SPP）是指電介質與金屬界面處的電磁場與金屬表面的自由電子及類似集體振動粒子之間強烈相互作用而在金屬表面形成的表面波。

研究小組利用表面等離子體激元（SPP）（金屬-電介質界面產生的表面波）來改善納米級金屬薄膜的熱擴散。由于這種新的傳熱模式是在基板上沉積有金屬薄膜時發生的，因此它在器件制造過程中非常有用，并且具有能夠大面積制造的優點。研究小組表明，由于半徑約3厘米、厚度為100納米的鈦(Ti)薄膜上產生表面波，熱導率提高了約25%。

領導這項研究的Bong Jae Lee教授表示：“這項研究的意義在于，在加工難度較低的基板上沉積的金屬薄膜上，首次發現了利用表面波的新傳熱模式。它可以用作納米級散熱器，有效地散發容易過熱的半導體器件熱點附近的熱量。”

該研究結果對未來高性能半導體器件的發展具有重大意義，因為它可以應用于納米級薄膜上的快速散熱。特別是，研究團隊發現的這種新的傳熱模式有望解決半導體器件熱管理的基本問題，因為它可以在納米級厚度下實現更有效的傳熱，雖然薄膜的導熱率通常會因邊界散射效應而降低。

關于此項研究的論文已經于2023年4月26日在《Physical Review Letters》在線發表。該研究得到韓國國家研究基金會基礎研究實驗室支持計劃的支持。

審核編輯 黃宇