梯度薄膜新材料—鎢酸鋯

隨著電子資訊產業的日益發展，積體電路規模的日益增大，電子器件中每個晶片上產生的能量也越來越大，致使晶片溫度越來越高，因為對晶片周邊電子器件材料要求規格也越來越高。

目前使用的微電子晶片材料矽與互連線材料銅之間的熱膨脹係數差異較大，矽的熱膨脹係數為2.4x10^-6/℃，銅的熱膨脹係數為16.6.x10^-6/℃，故熱量的增加必將帶來介面熱應力問題，要解決這種熱膨脹不匹配引起的熱應力問題，其中一種方法就是採用梯度薄膜來緩和熱應力。

梯度薄膜是功能梯度材料的薄膜化，這種薄膜克服了傳統均質薄膜內部熱應力大的問題，通過組織、性能的連續變化，使得薄膜的熱膨脹係數呈緩慢的梯度增加或減小，從而使薄膜內的熱應力得到極大的緩和，那什麼樣的材料適合做為功能梯度材料呢？有經驗的學者自然而然地想到了近期風頭正勁的負熱膨脹材料—鎢酸鋯。

研究表明，鎢酸鋯ZrW₂O₈是一種在-273℃到777℃溫度範圍內負熱膨脹各向同性的優質負熱膨脹材料，把它加入到金屬中後組成金屬鎢酸鋯複合材料時，它能有效地降低熱膨脹係數，當基體是金屬時，得到的金屬複合材料也表現出高的熱導性和低熱膨脹性。

基於以上原理，學者們採用射頻磁控濺射法將鎢酸鋯與銅結合，製成金屬銅鎢酸鋯複合（ZrW₂O₈/Cu）梯度薄膜，由於銅(Cu)具有很高的導電性、導熱性、耐蝕性，將兩者結合所製成的ZrW₂O₈/Cu梯度薄膜順利地綜合二者優勢，兼備了高導熱、高導電和低膨脹的優異性能，有效地中和了矽與銅之間的熱膨脹係數差異，正是有了梯度渡膜的幫助，長期受高溫困擾的電子晶片如久旱逢霖，輕而易舉地擺脫高溫束縛的枷鎖，激發更高的潛能。

身處互聯網時代的我們，無時無刻都在享受著電子產品飛速發展帶的便利，例如我們生活中最常見到的被視為電腦或手機心臟的CPU，從最早期的單核運算發展到雙核、四核、八核，每一次的升級都帶動著電子產品的更新換代，此外還有其它諸如顯示晶片、主機板晶片、IC晶片等，設計架構固然重要，但材料科技亦不可忽視，得益於鎢酸鋯薄膜等一些新材料技術的應用，我們才能使電子晶片產品更快運算的同時保持著卓越的穩定性，不是嗎？

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