2020-03-17 交通大學與台積電聯手開發單晶氮化硼技術 獲刊國際頂尖期刊《自然》

交通大學與台積電聯手開發單晶氮化硼技術 獲刊國際頂尖期刊《自然》
交通大學與台積電聯手開發單晶氮化硼技術 獲刊國際頂尖期刊《自然》

交通大學與台灣積體電路公司(台積電)組成的聯合研究團隊,成功開發出大面積晶圓尺寸的單晶氮化硼技術,未來可應用在先進邏輯製程技術。這項研究成果本月獲刊於國際頂尖學術期刊《自然》。

 

為了提升半導體效能,積體電路中的電晶體尺寸不斷微縮,目前將達到傳統半導體材料的物理極限,全球科學家都在尋找新的材料以解決這項瓶頸。二維原子層半導體材料厚度僅有0.7奈米,是目前已知解決電晶體微縮瓶頸的材料之一,如何使電子在內部傳輸而不受鄰近材料的干擾成為重要的關鍵技術。

 

本校電子物理系張文豪教授與台積電李連忠博士帶領的聯合研究計畫,成功實現晶圓尺寸的單原子層氮化硼,並結合二維半導體,展示優異的電晶體特性。

 

張文豪教授指出,單原子層氮化硼是目前自然界最薄的絕緣層,被證明可以有效阻隔二維半導體不受鄰近材料干擾,適合運用在半導體。團隊以基礎科學理論為基礎,耗時兩年成功找到氮化硼分子沉積在銅晶體表現的物理機制,讓積體電路上的電晶體變小,且排得更密,等同於將人以0.5公尺以下的間距排在地球表面上,難度極高。

 

張文豪教授表示,研究突破點由團隊成員陳則安博士找到,成功實現晶圓尺寸的單原子層氮化硼;褚志彪博士透過理論計算,找到氮化硼分子沉積在銅晶體表面的物理機制,進而達成晶圓尺寸單晶氮化硼的生長技術。

 

這項研究獲得交大高教深耕計畫新世代功能性物質研究中心及科技部尖端晶體材料開發及製作計畫的支持。科技部謝達斌政務次長表示,半導體產業是台灣重要經濟命脈,透過基礎科研跟產業的合力研發與群聚效應,才會創造知識經濟的發展基礎。

 

張文豪教授長年投入新穎材料的開發,近年在基礎科學研究與產業相關應用,有相當豐碩之成果。他表示,台灣科技產業發展仰賴堅強的基礎科學研究做為後盾,科技部長期支持基礎科學研究、培育人才,是我國科技發展重要的驅動力。本次與台積電的聯合研究成果,是國內產業與學校合作登上全球頂尖學術期刊《自然》的首例,對台灣基礎科研與產業發展都具指標性意義。