陽明交大攜手台積電　超薄層半導體中閾值電壓調變技術又有新突破

陽明交大電子研究所連德軒教授（右）與電機學院博士候選人曾柏翰合影。陽明交大

陽明交通大學聘請台積電前技術長胡正明、孫元成任教之後，該校與台積電的研發合作關係愈來愈密切，並屢屢有合作成果登上國際權威期刊。陽明交大11日公布，該校電子研究所連德軒教授研究團隊與台積電的合作又有新突破，並獲《自然通訊》（Nature Communications）刊登。

根據陽明交大發布的新聞稿，電子研究所連德軒教授研究團隊，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IC技術的全新發展方向。

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節，成為了極具挑戰性的難題。

本次研究中，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（von Neumann）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。

責任編輯：王楨瑩