반도체소자 열관리 기술: Polariton-Mediated Thermal Conductivity Enhancement
Big Data와 AI 등으로 대변되는 4차 산업혁명의 도래와 5세대(5G) 이동통신 기술의 발전에 따라 반도체 소자의 고집적화·고성능화 추세는 더욱 가속화되고 있으며, 이에 따라 전통적인 열관리 기술을 이용한 반도체 소자의 발열문제 개선은 한계에 도달하였다. 소자 내 과열점(hotspot)의 온도를 획기적으로 낮추기 위해서는 과열점 바로 근처(수 마이크로미터 이내)에서 효과적으로 열을 면방향(in-plane)으로 분산(spreading)시키는 것이 중요하다. 따라서 복사열전달 연구실은 나노 스케일에서 일어나는 Surface polariton을 통한 단층/다층 금속박막 구조에서의 면방향 유효열전도도(effective thermal conductivity) 향상을 예측하고, 해당 구조의 면방향 유효열전도도를 정상상태 열반사법, 3오메가법과 같은 다양한 계측 방법으로 규명하여 신개념 소자단위 열관리 기술을 개발한다. 이 외에도, 본 연구실은 수소저장장치와 같은 통합시스템의 열솔루션도 지속적으로 제시하고 있으며, 이를 위해 수소저장합금의 열물성을 Guarded Hot Plate 기법으로 정밀 측정하고, 다양한 상황에서의 수소저장합금 내부 열전달을 예측하여 높은 수소 충방전 효율을 위한 열설계를 수행하였다.