粉絲團
交大教授張文豪（右二）與台積電處長李連忠（左二）、台積電技術主任陳則安（左一）團隊成功開發出全球最薄的二維半導體絕緣層。（記者簡惠茹攝）
〔記者簡惠茹／台北報導〕台積電和交大聯手，開發出全球最薄、厚度只有0.7奈米的超薄二維半導體材料絕緣體，可望藉此進一步開發出2奈米甚至1奈米的電晶體通道，論文本月成功登上國際頂尖期刊自然期刊（nature）。
國立交通大學電子物理系張文豪教授研究團隊在科技部長支持下，與台灣積體電路製造股份有限公司合作，合作研究開發出全球最薄、厚度僅0.7奈米、大面積晶圓尺寸的二維半導體材料絕緣層，台積電表示，關鍵則在於單晶氮化硼技術的重大突破，將來可望藉由這項技術，進一步開發出2奈米甚至1奈米的電晶體通道。
目前台積電正在推動3奈米的量產計畫，指的就是電晶體通道尺寸，通道做的越小，電晶體尺寸就能越小，而在不斷微縮的過程中，電子就會越來越難傳輸，導致電晶體無法有效工作，目前二維半導體材料是現在科學界認為最有可能解決瓶頸的方案之一。
二維半導體材料特性就是很薄，平面結構只有一兩個原子等級的厚度，張文豪指出，但也因此傳輸中的電子容易受環境影響，所以需要絕緣層來阻絕干擾，目前半導體使用的絕緣層多半是氧化物，一般做到5奈米以下就相當困難，無法小於1奈米，團隊開發出的單晶氮化硼生長技術，成功達成0.7奈米厚度的絕緣層。
文章第一作者博士陳則安。（記者簡惠茹攝）
文章第一作者台積電技術主任陳則安，為清大化學系博士，他表示，單晶是指單一的晶體整齊排列，單晶對於未來半導體結構比較有幫助，因為假設絕緣層不是單晶結構，中間會出現很多缺陷，電阻經過的時候可能被缺陷影響，導致效能變差，實驗也已證實會有影響，未來還需要更多研究。
陳則安說，過去科學界認為，銅上不太可能出現單晶生長，但是研究團隊在實驗發現，微米單位範圍內氮化硼有同向生長的狀況，排列出單一晶體，因此透過分析這極小的區域，調整實驗參數和選擇材料，成功克服障礙，不但可以單晶生長，還能做到大面積二吋晶圓的尺寸。
台積電處長李連忠曾經是中研院原分所研究員，他表示，台積電研究團隊經過基礎研究後，找到問題和突破可能性，跟交大化學氣相沉積實驗室合作，讓氮化硼單晶在銅上生長，作為保護二維半導體材料的通道，目前無法說明量產時間，還有很多關鍵技術要突破，例如金屬接觸和元件優化，但是的確對於未來電晶體尺寸再縮小將有幫助。
將氮化硼轉移至矽晶圓上，藍色可見部分為支撐膜。（張文豪提供）（記者簡惠茹攝）
一手掌握經濟脈動 點我訂閱自由財經Youtube頻道
不用抽 不用搶 現在用APP看新聞 保證天天中獎 點我下載APP 按我看活動辦法
