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压缩应变对薄膜热导率影响研究新进展在《Vacuum》发表
发布者: 韦学勇 | 2021-10-14 | 1270

  微电子机械系统(MEMS)和集成电路(IC)中的集成密度不断增加,器件的工作条件更加复杂,多物理场作用影响问题更加突出,只有准确地获得薄膜材料不同条件下的基础热学性能参数,才能更好的对器件进行设计和分析,提高MEMS器件工作的可靠性和进一步降低功耗。应变对薄膜热导率影响测试目前没有商用设备和成熟测试方法,在实验中很难获得应变对薄膜热导率影响规律。我们在前期研究中(RSI 90 104902 (2019), 91 084901 (2020))提出了面应变和单轴拉伸应变对薄膜热导率影响的测试方法,并测得了拉伸应变对不同结构形式的非晶二氧化硅薄膜热导率的影响规律,为研究压缩应变影响提供了思路。

  基于此,陕西省微纳传感与测试技术创新团队搭建了精密信号测试系统,利用晶体硅和二氧化硅热膨胀系数不同对样品薄膜施加失配压缩应变,通过单轴应变装置调控薄膜所受到的压应变,测试了压缩应变对硅基500nm热氧化硅成形的非晶二氧化硅薄膜的影响;通过分子动力学分析了更大范围应变对薄膜热导率的影响,并计算了薄膜基底间的界面热阻,实验和理论计算形成了相互验证和支撑。该研究揭示了压缩应变对非晶二氧化硅薄膜热导率的影响规律,为探索应变对热传导影响深层机制和器件优化设计提供了支撑。

  工作研究成果在期刊《Vacuum》上发表,博士生李志宾为第一作者,王海容教授、韦学勇教授、赵惠英教授等为该论文的合作作者。该工作得到国家自然科学基金和深圳市科技计划项目等项目资助。