台湾科研人员在尖端晶体材料开发上取得突破

由台湾积体电路制造股份有限公司（台积电）与新竹交通大学合作组成的研究团队17日在台北宣布，在共同进行单原子层氮化硼的合成技术上取得重大突破，成功开发出大面积晶圆尺寸的单晶氮化硼成长技术。该成果将于今年3月在国际知名学术期刊《自然》发表。

研究团队负责人之一、新竹交通大学教授张文豪介绍，为了提升半导体硅晶片的效能，积体电路中的电晶尺寸不断微缩，目前即将达到传统半导体材料的物理极限。因此全球科学家不断探索新的材料，以解决这一瓶颈。二维原子层半导体材料，厚度仅有0.7纳米（1纳米为1米的10亿分之一），是目前已知解决电晶体微缩瓶颈的方案之一。

然而，二维半导体仅有原子层厚度，如何使电子在里面传输而不受邻近材料的干扰便成为重要的关键技术。单原子层的氮化硼，只有一个原子厚度，是目前自然界最薄的绝缘层，也是被证明可以有效阻隔二维半导体不受邻近材料干扰的重要材料。过去的技术，一直无法在晶圆上合成高品质单晶的单原子层氮化硼。

据悉，此次联合研究计划由台积电的李连忠博士与张文豪率领，论文主要作者为台积电的陈则安博士。该项成果成功实现晶圆尺寸的单原子层氮化硼，并结合二维半导体，展示优异的电晶体特性。

计划成功的关键在于研究团队从基础科学角度出发，找到氮化硼分子沉积在铜晶体表面的物理机制，进而达成晶圆尺寸单晶氮化硼的生长技术。这种技术的难度相当于将人以小于0.5米的间距整齐排列在整个地球表面上。

据介绍，此次台积电与新竹交通大学发布的联合研究成果，是台湾产业与高校合作登上国际知名学术期刊《自然》的首例，对产业与高校共同进行基础研究具有指标性意义。