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由臺灣積體電路制造股份有限公司(臺積電)與新竹交通大學(xué)合作組成的研究團隊在臺北宣布,在共同進行單原子層氮化硼的合成技術(shù)上取得重大突破,成功開發(fā)出大面積晶圓尺寸的單晶氮化硼成長技術(shù)。該成果將于今年3月在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。
研究團隊負(fù)責(zé)人之一、新竹交通大學(xué)教授張文豪介紹,為了提升半導(dǎo)體硅晶片的效能,積體電路中的電晶尺寸不斷微縮,目前即將達到傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料的物理極限。 因此全球科學(xué)家不斷探索新的材料,以解決這一瓶頸。二維原子層半導(dǎo)體材料,厚度僅有0.7納米(1納米為1米的10億分之一),是目前已知解決電晶體微縮瓶頸的方案之一。
然而,二維半導(dǎo)體僅有原子層厚度,如何使電子在里面?zhèn)鬏敹皇茑徑牧系母蓴_便成為重要的關(guān)鍵技術(shù)。 單原子層的氮化硼,只有一個原子厚度,是目前自然界最薄的絕緣層,也是被證明可以有效阻隔二維半導(dǎo)體不受鄰近材料干擾的重要材料。過去的技術(shù),一直無法在晶圓上合成高品質(zhì)單晶的單原子層氮化硼。
據(jù)悉,此次聯(lián)合研究計劃由臺積電的李連忠博士與張文豪率領(lǐng),論文主要作者為臺積電的陳則安博士。該項成果成功實現(xiàn)晶圓尺寸的單原子層氮化硼,并結(jié)合二維半導(dǎo)體,展示優(yōu)異的電晶體特性。 計劃成功的關(guān)鍵在于研究團隊從基礎(chǔ)科學(xué)角度出發(fā),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(shù)。這種技術(shù)的難度相當(dāng)于將人以小于0.5米的間距整齊排列在整個地球表面上。
據(jù)介紹,此次臺積電與新竹交通大學(xué)發(fā)布的聯(lián)合研究成果,是臺灣產(chǎn)業(yè)與高校合作登上國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》的首例,對產(chǎn)業(yè)與高校共同進行基礎(chǔ)研究具有指標(biāo)性意義。