梯度薄膜新材料—钨酸锆

随着电子信息产业的日益发展，集成电路规模的日益增大，电子器件中每个芯片上产生的能量也越来越大，致使芯片温度越来越高，因为对芯片周边电子器件材料要求规格也越来越高。

目前使用的微电子芯片材料硅与互连线材料铜之间的热膨胀系数差异较大，硅的热膨胀系数为2.4x10^-6/℃，铜的热膨胀系数为16.6.x10^-6/℃，故热量的增加必将带来界面热应力问题，要解决这种热膨胀不匹配引起的热应力问题，其中一种方法就是采用梯度薄膜来缓和热应力。

梯度薄膜是功能梯度材料的薄膜化，这种薄膜克服了传统均质薄膜内部热应力大的问题，通过组织、性能的连续变化，使得薄膜的热膨胀系数呈缓慢的梯度增加或减小，从而使薄膜内的热应力得到极大的缓和，那什么样的材料适合做为功能梯度材料呢？有经验的学者自然而然地想到了近期风头正劲的负热膨胀材料—钨酸锆。

研究表明，钨酸锆ZrW₂O₈是一种在-273℃到777℃温度范围内负热膨胀各向同性的优质负热膨胀材料，把它加入到金属中后组成金属钨酸锆复合材料时，它能有效地降低热膨胀系数，当基体是金属时，得到的金属复合材料也表现出高的热导性和低热膨胀性。

基于以上原理，学者们采用射频磁控溅射法将钨酸锆与铜结合，制成金属铜钨酸锆复合（ZrW₂O₈/Cu）梯度薄膜，由于铜(Cu)具有很高的导电性、导热性、耐蚀性，将两者结合所制成的ZrW₂O₈/Cu梯度薄膜顺利地综合二者优势，兼备了高导热、高导电和低膨胀的优异性能，有效地中和了硅与铜之间的热膨胀系数差异，正是有了梯度渡膜的帮助，长期受高温困扰的电子芯片如久旱逢霖，轻而易举地摆脱高温束缚的枷锁，激发更高的潜能。

身处互联网时代的我们，无时无刻都在享受着电子产品飞速发展带的便利，例如我们生活中最常见到的被视为电脑或手机心脏的CPU，从最早期的单核运算发展到双核、四核、八核，每一次的升级都带动着电子产品的更新换代，此外还有其它诸如显示芯片、主板芯片、IC芯片等，设计架构固然重要，但材料科技亦不可忽视，得益于钨酸锆薄膜等一些新材料技术的应用，我们才能使电子芯片产品更快运算的同时保持着卓越的稳定性，不是吗？

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