台積電攜手交大開發成功大面積晶圓 登國際期刊

▲左起：台積電陳則安博士、台積電處長李連忠、科技部政務次長謝達斌、交大副校長張翼、交大電子物理系張文豪教授、科技部自然司長林敏聰。（圖：科技部提供）

在科技部「尖端晶體材料開發及製作計畫」支持下，國立交通大學（交大）研究團隊與台灣積體電路製造股份有限公司（台積電）合作組成的研究團隊，在共同進行單原子層氮化硼的合成技術出現重大突破，成功開發出大面積晶圓尺寸的單晶氮化硼成長技術，未來將有機會應用在先進邏輯製程技術，傑出的基礎科學研究成果，於今（二○二○）年三月刊登於全球頂尖學術期刊《自然》（Nature）。

科技部昨（十七）日舉辦「大面積單晶技術大突破｜晶圓尺寸超薄絕緣體，台積電與交大聯手登上國際頂尖期刊《自然》」研究成果發表記者會，由科技部政務次長謝達斌主持，台積電李連忠博士與交大張文豪教授所帶領的聯合研究計畫中，論文主要作者台積電陳則安博士，成功實現晶圓尺寸的單原子層氮化硼，並結合二維半導體，展示優異電晶體特性。該計畫成功關鍵在研究團隊不僅專注尖端技術開發，並自基礎科學角度出發，找到氮化硼分子沉積於銅晶體表面的物理機制，達成晶圓尺寸單晶氮化硼的生長技術，相當於將人以小於零點五公尺的間距，整齊排列在整個地球表面上。

該研究團隊表示，為提升半導體矽晶片效能，積體電路中電晶體尺寸不斷微縮，目前即將達到傳統半導體材料的物理極限，因此全球科學家不斷地探索新材料，以解決電晶體微縮所面臨的瓶頸。而二維原子層半導體材料，厚度僅有零點七奈米，是目前已知解決電晶體微縮瓶頸方案之一。不過，僅有原子層厚度二維半導體，如何使電子在裡面傳輸，而不受鄰近材料干擾，成為重要關鍵技術。單原子層氮化硼（boronnitride;BN），僅有一個原子厚度，是目前自然界最薄的絕緣層，也被證明可有效阻隔二維半導體不受鄰近材料干擾的重要材料，以往技術一直無法在晶圓上合成高品質單晶的單原子層氮化硼。此次台積電與交大的聯合研究成果，是國內產學合作登上全球頂尖學術期刊《自然》的首例，具指標性意義。