邱博文 Po-Wen Chiu

突破凡德瓦半導體瓶頸 發展3D 電晶體關鍵技術

本人的研究聚焦於僅有三個原子層厚的凡德瓦半導體內部電子傳輸現象。藉由了解金屬與凡德瓦半導體的接面物理，發展出高效能、低功耗的二維電晶體技術，並推進到製作高運算頻率的積體電路，終級目標是應用在下一世代 3D 整合堆疊的高密度晶片，突破摩爾定律，延續臺灣在先進半導體製造技術的發展。

在單層的凡德瓦半導體內部，電子被侷限在一個厚度不到一奈米的二維空間裡傳輸，這樣的世界有別於三維矽晶片裡的環境，電子在前進的路途中會遇到許許多多高低起伏的位能障，沿途電子會掉入位能井，抑或翻越過無數位能障，一路顛頗、週而復始地穿過電晶體的通道與接面。這樣的旅程，就好像是人生，關關難過，但關關都要過。

一個高效能的積體電路，應該是一路平坦，電子可以像是在高速公路上一路奔馳。本人所帶領研究團隊的最大貢獻，在於發展出全球第一個以半導體標準製程技術開發出金屬 / 石墨烯 / 二維半導體的凡德瓦接觸關鍵技術，藉由石墨烯分離兩邊d 軌域電子的耦合，解決費米能階釘札的效應，並藉由石墨烯在狄拉克點附近極低的態密度由閘極電極調變石墨烯的功函數，進而達到金屬與二維半導體間之歐姆接觸。

這項技術瓶頸的突破，經過 5 年的努力，在三屆碩士班學生、研發替代役和博後的共同努力才得以完成，並展示了世界上第一個不是藉由撕貼轉移的標準化半導體製程技術所成長製備出來的各種基礎邏輯電路，這將是未來在 3D 電晶體架構下，進入埃米技術節點非常重要的一個技術驗證與里程碑。