積體電路製程重大突破 台團隊研究登國際 - 工程師

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By Caitlin
at 2018-11-23T07:40

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積體電路製程重大突破 台團隊研究登國際期刊


【大紀元2018年11月21日訊】(大紀元記者鍾元台北報導)台灣國立成大物理系教授吳忠
霖與同步輻射研究中心陳家浩博士所組成的研究團隊,研發出僅有單原子層厚度、約0.7
奈米,且具優異邏輯開關特性的二硒化鎢(WSe2)二極體,並在自然通訊雜誌上發表成果


半導體技術蓬勃發展,即將面臨積體電路微縮化的三奈米製程極限,因此科學家除改善積
體電路中電晶體的基本架構外,也積極尋找具有優異物理特性且能微縮至原子尺度(<1奈
米)的電晶體材料。

中華民國科技部、國立成功大學、與國家同步輻射研究中心的支持下,台灣團隊在積體電
路研發上有重大突破。學者找到0.7奈米電晶體材料,此二維單原子層二極體的誕生,更
加輕薄,效率更高,除了可超越「摩爾定律」進行後矽時代電子元件的開發,以追求元件
成本/耗能/速度最佳化的產業價值外,並可滿足未來人工智慧晶片與機器學習所需大量計
算效能的需求。

二維材料具有許多獨特的物理與化學性質,科學家相信這些性質能為計算機和通信等多方
領域帶來革命性衝擊。其中與石墨烯(Graphene)同屬二維材料的二硒化鎢,是一種過渡
金屬二硫族化合物(Transition Metal Dichalcogenides, 簡稱TMDs)。

研究團隊表示,二硒化鎢能夠在單化合原子層的厚度(約0.7奈米)內展現絕佳的半導體
傳輸特性,相比以往的傳統矽半導體材料,除了厚度上已超越三奈米的製程極限外,可完
全滿足次世代積體電路所需更薄、更小、更快的需求。

研究團隊利用同時兼具高亮度/高能量解析/高顯微力的台灣「三高」同步輻射光源,成功
觀察到可以利用乘載二維材料的鐵酸鉍(BiFeO3)鐵電氧化物基板,能有效地在奈米尺度
下改變單原子層二硒化鎢半導體不同區域的電性。吳忠霖教授表示,相較以往只能利用元
素參雜或加電壓電極等改變電性的方式,本研究無需金屬電極的加入,為極重大的突破。

這項研究利用單層二硒化鎢半導體,與鐵酸鉍氧化物所組成的二維復合材料,展示了調控
二維材料電性無需金屬電極的加入,就能打開和關閉電流以產生1和0的邏輯訊號,這樣能
大幅降低電路製程與設計的複雜度,以避免短路、漏電、或互相干擾的情況產生。此外,
由於二維材料的厚度極薄,能如同現今先進的晶圓3D堆疊技術一樣,透過堆疊不同類型的
二維材料展現不同的功能性。

研究團隊說,透過這項研究成果,未來若能將此微縮到極限的單原子層二極體組合成各種
積體電路,由於負責運算的傳輸電子被限定在單原子層內,因此能大幅地降低干擾並能增
加運算速度,預期可超過現今電腦的千倍、萬倍,而且所需的能量極少,大量運算時也不
會耗費太多能量達到節能的效果。

科技部表示,這項研究成果將對數位科技發展帶來重大的影響,也許手機充電一次就能連
續使用一個月,而以現階段積極發展的自動駕駛汽車來說,如果所有的感測、運算速度都
比現在快上千、萬倍,行駛霹靂車再也不是夢想。

https://goo.gl/Qtz74D


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All Comments

Annie avatar
By Annie
at 2018-11-26T20:59
看到TMD不爭氣的邪笑
Michael avatar
By Michael
at 2018-11-30T11:29
Z方向上的0.7nm 跟人家XY方向上的3nm比不是怪怪的嗎
Anonymous avatar
By Anonymous
at 2018-12-03T07:39
3nm不是xy方向的3nm 現在鰭式不是都看等效嗎?
Isla avatar
By Isla
at 2018-12-04T07:37
先觀望
Edwina avatar
By Edwina
at 2018-12-09T01:49
就是可以做更薄的意思嗎?
Odelette avatar
By Odelette
at 2018-12-10T03:11
感覺記者的理解力怪怪的 厚度跟長度分不清
Ula avatar
By Ula
at 2018-12-11T01:13
Audriana avatar
By Audriana
at 2018-12-12T04:50
之前開發SiGe的HBT,中間Base層厚度非常難控制,導致HBT
Necoo avatar
By Necoo
at 2018-12-12T21:02
的Beta在wafer上差異太大。單層不知如何控制?
Lydia avatar
By Lydia
at 2018-12-13T10:18
老闆:很好很好 下去領22k
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By Zanna
at 2018-12-15T17:08
阿咧,我真的看不懂
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By Zora
at 2018-12-17T07:20
這以前有跟老師討論過,跟我認知的差不多
Annie avatar
By Annie
at 2018-12-18T20:07
開發到量產會不會良率很難提高
這也太精準
Brianna avatar
By Brianna
at 2018-12-20T08:29
TMD二極體說能用一個月電量是怎樣,IC又不是二極體主導
Kyle avatar
By Kyle
at 2018-12-21T22:48
翻譯:請給我肝臟
Anthony avatar
By Anthony
at 2018-12-26T07:12
上nature的paper 還能被鄉民靠杯
Skylar DavisLinda avatar
By Skylar DavisLinda
at 2018-12-29T07:24
樓上看清楚,是自然通訊雜誌,和nature比?impact factor
就差好幾倍了,是要比什麼?
Queena avatar
By Queena
at 2019-01-01T10:17
看起來是單層WSe2的PN junction device ,製程上問題爆
多的...
Ivy avatar
By Ivy
at 2019-01-01T19:37
厚度?
Connor avatar
By Connor
at 2019-01-03T09:52
nature communication 和nature差多了
Charlotte avatar
By Charlotte
at 2019-01-05T22:31
Steve avatar
By Steve
at 2019-01-06T13:41
點數差一半
但還行辣
George avatar
By George
at 2019-01-09T12:29
只是發一篇要繳15萬台幣就是了
Rosalind avatar
By Rosalind
at 2019-01-12T18:02
我只相信GG的研發 才能量產 其他都是理論派

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Ingrid avatar
By Ingrid
at 2018-11-22T23:23
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