台積電攜手陽明交大研發突破0.42奈米絕緣層解開二維半導體瓶頸

陽明交通大學與台積電（TSMC）聯合研究團隊於近日傳出重大技術突破，成功在單層二硫化鉬（MoS?）等二維半導體材料上，建立起僅 0.42 奈米 厚的超薄氧化鋁（Al?O?）絕緣層，解決了業界困擾多年的原子級閘極介電層控制難題，為邁向 Sub-1nm（次奈米）晶體管開發鋪平道路。

當晶體管微縮至原子等級時，短通道效應與漏電現象會急劇加劇。儘管二維材料被視為後矽時代的最佳接棒者，但由於其表面缺乏懸鍵（Dangling Bonds），極難在不破壞材料結構的前提下成長出高質量的超薄介電絕緣層，極易引發電子散射並降低元件性能。

本次研究團隊創新採用外延界面工程（Epitaxial Interface Engineering）技術，順利在二維通道表面沉積出均勻且無缺陷的 0.42 奈米氧化鋁層。這層極薄的絕緣介面不僅完好保留了二維材料高載流子遷移率的特性，更大幅降低了介面態密度與漏電流。

業界專家指出，此項成果標誌著半導體前沿材料從理論可行邁向工程可控的關鍵一步。雖然該技術目前仍處於實驗室階段，距離大規模商業化量產仍有製造良率與設備匹配等挑戰需克服，但台積電與頂尖學府的深度合作，無疑為全球次世代晶片架構的探索樹立了全新里程碑。