88038威尼斯专栏《科苑·星坛》第六期准时启航！本期将为大家介绍詹天卓教授。詹老师在先进制程芯片互连的界面热阻特性研究、硅纳米线热电器件开发、微纳尺度传热特性研究等方面取得了多项成果。本期将为本科生提供“后摩尔时代先进制程芯片互连的界面热阻特性研究”小微项目。期待同学们的加入，深入探究先进制程芯片互连界面的热阻特性，为未来芯片的热管理方案设计做出贡献！

01  个人简介

 

詹天卓，88038威尼斯88038威尼斯教授，博士生导师，国家级人才。本科、硕士毕业于88038威尼斯88038威尼斯，博士毕业于日本九州大学材料科学与工程系。先后在日本国家材料科学研究所（NIMS），日本早稻田大学及日本东洋大学担任博士后研究员，主任研究员及副教授等职务。从事微纳尺度传热、芯片热管理、基于CMOS工艺的硅纳米线热电器件、氮化硼基热界面材料等相关研究。曾主持日本学术振兴会（JSPS），日本村田学术振兴财团，日本广濑学术财团等机构资助的多项科研项目。在国际半导体顶级会议VLSI Symposium、Adv. Funct. Mater.，Chem. Eng. J.，ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊发表论文50多篇。

 

02  学术成果

1) 先进制程芯片互连的界面热阻特性研究

随着先进制程芯片的晶体管集成密度不断提高，互连的特征尺寸急剧缩小，致使界面热阻成为互连结构焦耳热耗散的关键瓶颈。针对高算力芯片的热管理挑战，本研究聚焦于先进制程芯片互连界面热阻特性，揭示了互连材料属性与界面微观结构对热输运行为的影响机制，为高算力芯片的高效热管理提供了设计依据与优化路径。

2) 基于CMOS工艺的硅纳米线热电器件开发

海量的物联网传感器亟需长效免维护的供电方案。硅纳米线热电器件与CMOS工艺兼容，为构建可缩放、易集成、自供电的物联网系统提供了理想路径。本研究致力于利用CMOS工艺开发平面型硅纳米线热电器件。针对微型热电器件因热电偶两端有效温差小而导致的发电效率低这一关键瓶颈，通过优化器件的导热层设计，有效降低了寄生热阻，从而实现了发电功率的显著提升。

 

3) 基于多种计算方法的微纳尺度传热特性研究

传统界面热阻预测方法依赖简化模型和经验参数。本研究利用机器学习手法深度融合材料属性、界面特性等多维物理特征，挖掘其与界面热阻间的复杂非线性关系，实现了界面热阻更快速、更高精度的预测。由于缺乏长程有序性，非晶材料的结构特征难以表征，这阻碍了其结构-性能关系的确定。本研究利用持续同调方法将无序原子结构中的多尺度“孔洞”结构量化为拓扑特征，并关联其与声子的输运行为。通过分析这些拓扑特征的“生命周期”，揭示了原子团簇的连通性与稳定性如何影响热导率，从拓扑无序的角度阐释了导热机制。

 

03  项目介绍

 

1) 项目简介

后摩尔时代先进制程芯片互连的界面热阻特性研究

 

随着芯片技术向更小制程与三维堆叠演进，界面热阻已成为制约高算力芯片热管理效能的关键瓶颈。深入探究先进制程芯片互连界面的热阻特性，对揭示其微观热输运机理至关重要，将为未来芯片的热管理方案设计奠定坚实的理论与基础。

 

2) 所需能力

半导体工艺及微纳传热基本知识

实验操作能力

数据处理和分析能力

团队协作能力

 

3) 相关事项

项目周期：2-6个月

所需人数：1-3名本科生

 

4) 联系方式

电子邮箱：zhantianzhuo@buaa.edu.cn

 

04  老师寄语

愿同学们持求真之心，秉创新之念，奔赴属于自己的星辰大海。前程似锦，未来可期！