當全球半導體競逐邁入原子級尺度之際，二維材料被視為延續摩爾定律的關鍵解方。國研院國儀中心今（7）日也宣佈掌握「大面積二維材料製程設備與檢測技術」，並攜手陽明交通大學、日本東京大學及國研院半導體中心，共同突破傳統二維半導體製程的限制，建立晶圓級二維材料製程與設備研發平台，成功實現6吋晶圓單層材料二硫化鎢（WS?）100%全覆蓋連續膜的高均勻成長。
國研院國儀中心今（7）日也宣佈攜手台日學者，建立晶圓級二維材料製程與設備研發平台，成功實現6吋晶圓單層材料二硫化鎢100%全覆蓋連續膜的高均勻成長。
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隨著現今以矽為基底所製造半導體積體電路（IC）中的電流通道越來越狹窄，容易產生「短通道效應」與「穿隧漏電」，即電子不受控制地任意流過電流通道，或往其他方向移動，使得元件效能及散熱都變差。
但科學家也發現，若在矽上面鍍一層特殊的單層原子平面結構（即二維材料），例如二硫化鎢（WS2）或二硫化鉬（MoS2）等過渡金屬硫化物（transition metal dichalcogenides, TMDs），就像貼上一張超薄的貼紙，可完美控制電子在電流通道內流動，提高元件效能並降低功耗，被視為突破摩爾定律極限的關鍵之一。且因為二維材料是單層原子平面結構，具備極佳的透光性與機械柔軟度，應用於可撓式顯示器、穿戴式裝置及感測器，而受到業界高度關注。
惟依目前研究，若從實驗室小尺度示範到產業大面積穩定量產，仍存在技術鴻溝，包括精準生長、層數控制、缺陷管理及晶圓級檢測等挑戰。必須面對學界探索新材料物性與元件研究，以及業界對晶圓級製程穩定、量產可行性和設備自主化的需求。
國儀中心則長期投入真空科技領域，建構了真空鍍膜的關鍵設備與製程技術，並自2020年起執行國科會多項計畫，自行設計組裝二維材料真空沉積系統 ，進行前瞻性二維材料製程開發與物性研究，成功開發出8~12吋等級的二維材料製程設備平台。
並已向下相容完成6吋晶圓規模之單層二維材料成長，達成100%全覆蓋率（full coverage），且成功克服二維材料在大面積成長中常見之材料不均與缺陷問題，展現高度均勻性之連續膜與製程穩定性。
同時，國儀中心將鍍上二維材料連續膜之6吋晶圓，交由半導體中心製作出元件並進行測試，成功驗證所製造出來的二維材料薄膜應用於實際元件之可行性，建立「設備→製程→檢測→元件」之完整技術鏈。進一步攜手台日頂尖學研團隊，在此平台上建立完整技術驗證體系。
此不僅代表台灣，在二維材料關鍵設備與製程技術上的重大突破；更透過台日合作，深化檢測與驗證能量。可協助產業界提升整體國際競爭力，並強化晶片自主化發展與友善供應鏈的安全與韌性。
國儀中心於設備開發過程中，除已促成多項國科會產學合作計畫，未來更將推動相關設備技術轉移，加速科研成果落地應用；並持續進行8吋與12吋設備平台優化，結合資料驅動與智慧製造技術，加速二維材料於先進邏輯元件、光電元件及感測應用之產業化發展，打造我國次世代半導體技術之關鍵基石。
