复旦大学的共形六方氮化硼改性技术研究成果

经过三年的努力，复旦大学国家重点分子工程重点实验室卫大成开发了一种成功的共形六方氮化硼改性技术。 3月13日，相关研究成果在线发表《自然—通讯》。专家认为，这项工作有望为介电基板的改造提供新技术，以解决散热问题。
随着半导体芯片的不断发展，计算速度越来越快，芯片发热问题成为制约芯片技术发展的瓶颈。热管理对于开发高性能电子芯片非常重要。
为此，研究人员开发出一种保形六方氮化硼改性技术，该技术不需要在二氧化硅/硅片（SiO2/Si），石英，蓝宝石，单晶硅上直接使用催化剂，最低温度为300摄氏度。 。甚至在具有三维结构的氧化硅衬底的表面上生长高质量的六方氮化硼膜。共形六方氮化硼具有通过原子尺度清洁的范德瓦尔斯电介质表面并且与基板紧密接触，并且可以直接应用于半导体材料（例如硒化钨）的场效应晶体管而无需转移。这也是六方硼工具在半导体和决明基板之间的散热领域中的首次应用。
据报道，芯片的散热很大程度上受到各种界面的限制，并且半导体和导电沟道附近的介电基板之间的界面特别重要。六方氮化硼是理想的介电基板改性材料，其改善了半导体和介电基板之间的界面。然而，六边形氮化硼在界面散热领域的潜在应用经常被忽视。
“在这项技术中，共形六方氮化硼直接生长在材料表面，不仅完全顺从，而且没有间隙，也没有转移，”研究员魏大成说。该技术将为从新的角度解决芯片散热问题提供新思路。
魏大成说，改性共形六方氮化硼后，二氧化钨FET器件的迁移率从2平方厘米每平方厘米增加到21平方厘米，达到每平方厘米56到121平方厘米;界面热阻（WSe2）/h）-BN/SiO2）小于4.2×10-8平方米开尔文/瓦特，比未改性界面（WSe2/SiO2）低4.55×10-8平方米开尔文每瓦特。器件工作的最大功率密度增加了2到4倍，达到每平方厘米4.23 x 103瓦，这高于现有计算机CPU的功率密度（约瓦/平方厘米）。
专家表示，该技术具有普遍性，不仅可以应用于基于硒化钨的晶体管器件，还可以应用于其他材料和更多器件应用。