?半導(dǎo)體研發(fā)再突破！中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)、臺(tái)積電與麻省理工學(xué)院（MIT）共同發(fā)表研究，首度提出利用「半金屬鉍」（Bi）作為二維材料的接觸電極，可大幅降低電阻并提高電流，使其效能幾與硅一致，有助實(shí)現(xiàn)未來半導(dǎo)體1納米的挑戰(zhàn)。這項(xiàng)研究已于《Nature》 期刊公開發(fā)表。
臺(tái)大今（14日）指出，目前硅基半導(dǎo)體主流制程，已進(jìn)展至五納米及三納米節(jié)點(diǎn)，芯片單位面積能容納的電晶體數(shù)目，也將逼近半導(dǎo)體主流材料「硅」的物理極限，芯片效能無(wú)法再逐年顯著提升。一直以來科學(xué)界對(duì)二維材料寄予厚望，卻苦于無(wú)法解決二維材料高電阻、及低電流等問題，以至于取代硅成為新興半導(dǎo)體材料一事，始終是「只聞樓梯響」。
此次由臺(tái)大、臺(tái)積電與麻省理工學(xué)院（MIT）共同發(fā)表的研究，首先由美國(guó)麻省理工團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在二維材料上搭配半金屬鉍（Bi）的電極，能大幅降低電阻并提高傳輸電流。隨后臺(tái)積電技術(shù)研究部門（Corporate Research）將鉍（Bi）沉積制程進(jìn)行優(yōu)化，臺(tái)大團(tuán)隊(duì)并運(yùn)用氦離子束微影系統(tǒng)（Helium-ion beam lithography）將元件通道成功縮小至納米尺寸，終于獲得這項(xiàng)突破性的研究成果。
臺(tái)大電機(jī)系暨光電所吳志毅教授進(jìn)一步說明，使用鉍為接觸電極的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)后，二維材料電晶體的效能不但與硅基半導(dǎo)體相當(dāng)，又有潛力與目前主流的硅基制程技術(shù)相容，有助于未來突破摩爾定律的極限。雖然目前還處于研究階段，但該成果能替下世代芯片提供省電、高速等絕佳條件，未來可望投入人工智能、電動(dòng)車、疾病預(yù)測(cè)等新興科技的應(yīng)用。
這項(xiàng)合作自2019年展開，合作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一年半，包括臺(tái)大、臺(tái)積電、麻省理工學(xué)院等皆投入研究人力。
臺(tái)大與臺(tái)積電之間的合作緣份，早自2013年開始，由科技部支持組成產(chǎn)學(xué)大聯(lián)盟，投入半導(dǎo)體前瞻技術(shù)研發(fā)，其中第一期計(jì)劃（2013年至2017年）累計(jì)81項(xiàng)專利申請(qǐng)（70件已獲證）；2018年起執(zhí)行第二期「超3納米前瞻半導(dǎo)體技術(shù)研究」計(jì)劃，研發(fā)成果專利申請(qǐng)有39件。
臺(tái)積電技術(shù)研究組織副處長(zhǎng)暨臺(tái)積電－中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)聯(lián)合研發(fā)中心副主任林春榮表示，科學(xué)研究能夠驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，臺(tái)積公司多年來致力研發(fā)、推動(dòng)創(chuàng)新，并持續(xù)與全球知名大學(xué)合作。此次的研究成果再次體現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)合作的重要性。
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