陽明交大與台積電合作 研發超薄層半導體閾值電壓調變新技術
陽明交通大學電子研究所教授連德軒(右)率研究團隊,與台積電合作的研發成果,不僅登上國際期刊,也對於下一代積體電路技術的發展提供了重要的方向。(陽明交大提供)
〔記者楊綿傑/台北報導〕陽明交通大學電子研究所教授連德軒研究團隊,近期與台積電共同成功克服了超薄層半導體中閾值電壓(VT)調變的技術挑戰,在最新一項突破性的研究中,引入了光熱合併的方法,並結合了紫外線照射和氧氣退火技術,引領了積體電路技術的全新發展方向,登上國際期刊《自然通訊(Nature Communications)》
近年來,隨著半導體元件微縮,對於二維和準二維厚度半導體的研究持續升溫。然而,透過改變材料載子濃度在超薄電晶體中調節閾值電壓,一直是一個極具挑戰性的課題,因為材料的尺寸已經接近甚至小於摻雜原子的尺寸,導致電子傳輸和控制變得極其困難,故如何實現閾值電壓的有效調成為了極具挑戰性的難題。
連德軒表示,研究團隊引入了一種光熱合併的方法,結合了紫外線照射和氧氣退火,成功實現了在超薄氧化銦(In2O3)電晶體中大範圍及大面積的VT調變。這種方法能夠實現正向和負向的閾值電壓調節,並且是可逆的操作方式。
透過對VT的可控性,研究團隊成功實現了空乏式負載反相器(depletion-load inverter)和多態邏輯元件(multi-step logic),展示了其在低功耗電路設計和非馮·紐曼計算應用方面的潛力,以及通過自動化雷射系統(與雷傑科技合作)實現的晶圓尺寸閾值電壓調變,凸顯此方法於測試之外的實際應用性。
陽明交通大學指出,這項重要研究成果已經被刊登在國際知名學術期刊《自然通訊(Nature Communications)》,此發現對於下一代積體電路技術的發展提供了重要的方向。
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