1nm 製程新突破 !! 台大聯同台積電、美國麻省理工學院研發全新 2D 材料

- 軒仔 - 2021-05-17

半導體行業持續向更精密的製程發展,5nm、7nm 已為目前的先進製程,而 3nm、2nm 亦準備在即。近日有消息指,台大 (NTU) 攜手與台積電、美國麻省理工學院 (MIT) 的共同研究項目,發現了 2D 材料結合半金屬鉍 (Bi) 能達到極低的電阻,接近量子極限。這個發現有助實現 1nm 以下的製程。而這項研究已於「自然期刊 (Nature)」公開發佈。

目前半導體的主流製程發展,到達到坐 5nm 望 3nm 的位置,而晶片單位面積能容納的電晶體數目,亦逼近半導體主流材料「矽」的物理極限,因此晶片效能將無法再逐年有顯著的提升。有見及此,全球科學界都在積極尋找其他的可替代的材料,且對於 2D 材料寄予厚望,只是還沒法解決其高電阻、及低電流等問題。

而台積電技術研究部門將鉍沉積製程進行改進,運用氦離子束微影系統 (Helium-ion beam lithography) 將元件通道成功縮小至 nm 尺寸,終於獲得這項突破性的研究成果。這項跨國合作由 2019 年展開,合作時間長達一年半,包括台大、台積電、麻省理工學院等。台大沈品均博士指出,過去半導體使用 3D 材料,其物理特性與元件結構發展到了 3nm 節點,而這次研究改用 2D 材料,其厚度可小於 1nm,更逼近固態半導體材料厚度的極限。