阳明交大研究团队用新颖的半导体材料及创新技术,克服了单晶片三维积体电路技术的技术挑战,这项研究成果特性媲美目前半导体工业所使用的硅基元件,达到更优越的电性效能,可望超越「摩尔定律」,成为下一个引领半导体技术发展方向的重要指标。

近年来,随着半导体技术与产业的快速发展,为了打破元件物理尺度微缩上的限制并持续遵循「摩尔定律」发展轨迹,单晶片三维积体电路(M3D-ICs)的概念被提出。

所谓M3D-IC技术是指电晶体的布局结构将朝向多层级垂直堆迭迈进,在有限的面积下大幅提高电晶体元件数量的密度,并在未来有望能实现超越「摩尔定律」目标,以打造更快速且低成本的小型晶片,为进一步的制程微缩带来希望。

阳明交大光电工程系讲座教授刘柏村团队执行国科会推动的「A世代前瞻半导体专案计画」,与玉山学者郭育教授(美国德州农工大学)进行国际合作研究,结合材料、元件、电路三个不同的面向,开发可应用于单晶片三维积体电路之互补型场效电晶体技术(CFET)。

研究团队採用新颖的氧化铟钨(a-IWO)半导体材料,能在通道只有约几层原子的厚度下展现优异的电流表现特性,并使逻辑电路成功达到高电压增益、皮瓦特(Pico-watt)的极低静态功耗以及卓越且对称的杂讯边限(High Nosie Margin)等高效特性。

阳明交大表示,这项国际合作的研发成果具有下世代埃米级积体电路技术应用的极高价值,实现超高电晶体密度之异质晶片材料整合技术,并能在较低的功率损耗下发挥高效能电晶体元件特性。

阳明交大说,这相研究将是接续「摩尔定律」之后,下一个引领半导体技术发展方向的重要指标。此研发成果也已获国际知名学术期刊《尖端科学》(Advanced Science)刊登。

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