Nano Lett. | 北京大学杨林最新研究成果：轻原子钝化界面孔隙缺陷，提升Cu/a-SiO₂界面热输运

背景：随着三维集成电路互连尺寸进入亚微米尺度，混合键合技术使Cu焊盘同时承担电与热传输功能，但Cu/a-SiO₂界面热导成为决定器件散热性能与可靠性的关键因素，而工艺中不可避免的纳米孔洞缺陷及轻元素掺杂使界面热输运行为复杂化。研究目的：针对界面孔洞缺陷与轻元素掺杂的耦合机制缺乏系统认知的问题，研究团队基于电子-声子双温模型分子动力学方法，探究孔洞位置对界面热输运的影响机制，并提出轻原子表面处理策略以改善界面传热性能。结论：研究表明，孔洞位于Cu侧时会强烈抑制中频声子振动模式，显著降低界面热导；而氢原子注入能促进界面振动能量重分配，建立多级能量转移通道，将能量转移至对孔洞不敏感的高频声子模式，从而提升界面热导，例如在特定条件下界面热导可提升约87%，这为超细间距混合键合结构的热管理优化提供了新的理论基础与工艺指导。