Новая технология поможет сделать электронные устройства более компактными и снизить потребление энергии

Опубликовано автором

Поскольку современная полупроводниковая промышленность переходит от плоских устройств к трехмерным и к будущим микросхемам с многослойной архитектурой, то проблема отвода тепла, особенно для силовой электроники, становится особо актуальной. При этом модули силовой электроники перешли на жидкостное охлаждение с помощью охлаждающих пластин или микроканальных систем охлаждения.

Новые разработки методов микрожидкостного охлаждения предусматривают проектирование электроники и охлаждения вместе с самого начала, объединяя устройство и каналы охлаждения в одном чипе. Таким образом, микроканалы находятся непосредственно под активной областью каждого транзисторного устройства, где выделяется наибольшее количество тепла, что увеличивает эффективность охлаждения в 50 раз.

При изготовлении травятся микрометровые щели в слое нитрида галлия (GaN), нанесенном на кремниевую подложку. Прорези имеют длину 30 мкм и глубину 115 мкм. Используя специальную технику газового травления, щели расширяются в кремниевой подложке, чтобы сформировать каналы, по которым перекачивается жидкий хладагент. Затем крошечные отверстия в слое нитрида галлия заделываются медью и изготавливаются сверху полупроводниковые устройства. Таким образом создаются микроканалы только на крошечной области пластины, которая контактирует с каждым транзистором. Это делает метод отвода тепла особо эффективным, поскольку появляется возможность извлекать много тепла именно от нагретых элементов из-за их близости.

Источник: Наука и техника

Дата публикации: 14.12.2020