site logo: www.epochtimes.com

产学合作突破晶体微缩极限 荣登《自然》首例

左起为台积电博士陈则安、台积电处长李连忠、科技部政务次长谢达斌、交大副校长张翼、交大电子物理系教授张文豪、科技部自然司长林敏聪。(袁世钢/大纪元)

人气: 241
【字号】    
   标签: tags: , , , ,

【大纪元2020年03月17日讯】(大纪元记者袁世钢台湾台北报导)半导体是台湾命脉之一,科技部次长谢达斌17日表示,在科技部“尖端晶体材料开发及制作计划”长期支持下,交大电子物理系教授张文豪的研究团队与台积电合作,成功将高品质单晶的单原子绝缘材料与晶圆结合,克服微缩电晶体的极限,并荣登全球顶尖学术期刊《自然》(Nature)。

张文豪表示,为了提升半导体硅晶片的效能,积体电路中的电晶体尺寸不断微缩,但目前即将达到传统半导体材料的物理极限。厚度仅有0.7奈米的“二维原子层半导体材料”是目前已知解决电晶体微缩瓶颈的方案之一;然而,仅有原子层厚度二维半导体,如何使电子在其中传输而不受邻近材料干扰就成为重要的关键技术。

晶圆尺寸的六方氮化硼成长技术突破。
晶圆尺寸的六方氮化硼成长技术突破。(台积电提供)

只有一个原子厚度的单原子层氮化硼(boron nitride; BN)是目前自然界最薄的绝缘层,也是可以有效阻隔二维半导体不受邻近材料干扰的重要材料。张文豪说明,单原子层氮化硼如果要运用在产业中,必须提升合成面积达到晶圆尺寸,但过去在技术上始终无法成功将高品质单晶的单原子层氮化硼与晶圆结合。

台积电技术主任陈则安指出,单晶是指单一的晶体整齐排列,单晶对于未来半导体结构比较有帮助,假设绝缘层不是单晶结构,中间会出现很多缺陷,电阻经过的时候就可能被影响,导致效能变差。然而,张文豪的交大研究团队与台积电合作,成功开发出大面积晶圆尺寸的“单晶氮化硼”,并结合二维半导体,展示出优异的电晶体特性。

陈则安表示,过去科学界认为,铜上不太可能出现单晶生长,但团队从基础科学的角度出发,发现微米单位范围内的氮化硼有同向生长的物理状况,可排列出单一晶体;透过调整实验参数和选择材料,成功克服障碍,不但可以单晶生长,还能做到大面积二吋晶圆的尺寸,困难度相当于将人以小于0.5公尺的间距整齐排列在整个地球表面上。

科技部次长谢达斌表示,台湾科技产业的发展,必须有坚实的基础科学研究做为后盾。此次台积电与交通大学的联合研究成果,是国内产业与学校合作登上全球顶尖学术期刊《自然》的首例,对于产业与学校共同进行基础研究具有指标性意义,也体现科技部“尖端晶体材料开发及制作计划”初衷。◇

责任编辑:英祯

评论