Only Perception: 光電+電子元件台灣半導體大突破

2010-11-18

光電+電子元件台灣半導體大突破

◆ 光電+電子元件台灣半導體大突破
http://udn.com/NEWS/NATIONAL/NAT5/5979515.shtml

【聯合晚報╱記者林進修/台北報導】2010.11.17

台灣半導體製程又有重大突破，清華大學參與的國際研究團隊利用磊晶層轉移技術，成功將各種化合物半導體材料轉移到矽基基板上，完成化合物半導體材料絕緣披覆技術，未來可望把光電及電子元件整合在一起，讓台灣半導體產業更具競爭力。

這項關鍵性技術的突破，獲得學術界高度肯定，研究成果刊登在11月出版的最新一期國際頂尖期刊「自然」 (Nature)。清大校長陳力俊中午率該校研究團隊出席國科會記者會，和國人一起分享研究成果。

參與這項研究的清大材料系助理教授闕郁倫表示，台灣的矽基半導體幾占全球六成以上市場。台積電日前宣布40奈米製程正式量產後，正積極朝向32奈米量產開發，甚至遙指22奈米技術開發，為的就是繼續維持競爭優勢。

然而，矽基半導體製程技術已開始面臨製程微縮極限的瓶頸，在絕緣上覆矽是最可行的解決方法之一，化合物半導體就被視為是最好的高效能光電半導體材料。

為了將化合物半導體整合在現階段的矽基半導體製程，全球材枓科學家均全力以赴，清大和美國加州大學柏克萊分校、美國勞倫斯柏克萊國家實驗室及美國新墨西哥大學合作，利用分子束磊晶技術，把一顆顆銦、鎵堆積在基材上形成一層薄膜，再以黃光微影製程技術形成一個銦化鎵奈米帶。

闕郁倫表示，這種化合物半導體絕緣層披覆技術，可以整合光電及電子元件於矽基材上面，具有不需任何接合處理、增加基材使用率、增加元件操作速度、降低元件功能消耗、元件尺寸奈米化等優點，也成功克服化合物半導體整合矽製程技術問題，是半導體製程的一大突破。

◆ 圖章轉印法/闕郁倫研究躍國際期刊
http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/nov/18/today-life16.htm

自由時報 2010.11.18

〔記者湯佳玲／台北報導〕清華大學材料系助理教授闕郁倫的研究團隊找出「圖章轉印」的方法，將化合物的磊晶結構轉移到矽基基板上，兩者結合後，將能以「光」的速度傳輸，效率比矽基半導體的電子電路傳輸快約一百倍，研究成果登十一月的國際知名「自然」期刊。

闕郁倫表示，此研究是光電元件和電子元件首度結合，也意味著下一個世代光電製程可能將取代電子電路製程，光的傳輸速度不僅比電子傳輸速度快上一百倍，也不會有發熱問題；未來光電3C產品，傳輸速度、儲存容量和產品穩定性都會更高。

台積電宣佈四十奈米製程已正式量產，目前正積極朝向三十二奈米量產開發，甚至進入二十二奈米技術開發，但半導體製程卻已幾乎面臨製程微縮的極限。

清大材料系助理教授闕郁倫團隊與美國加州大學柏克萊大學、美國新墨西哥大學合作，從新穎材料著手，成功地把砷化銦等三五化合物半導體和矽基半導體結合，用極簡易的「圖章轉印法」，就能達到二十二奈米的效能。

所謂「圖章轉印法」，是闕郁倫研究團隊成員「在上廁所途中，靈機一動想出來的。」他們利用磊晶層轉移技術，以光阻劑當作阻擋層，藉由黃光微影技術蝕刻出化合物半導體奈米帶，再將底部基材去除，接著利用簡單的接觸壓印，就可將化合物半導體材料奈米帶移轉到矽基基板上，實現所謂的化合物半導體材料絕緣層披覆技術。

清大校長陳力俊稱許，闕郁倫畢業於清大材料系碩士班、博士班、是土生土長的清大土博士，也開創清大材料系近二十年來首度聘用自己系上博士擔任老師的先例。

闕郁倫也是國科會千里馬計畫培育的人才，他認為能和國外團隊一起創意發想、一起做實驗，對他的研究很有啟發。

※ 相關報導：

＊ Ultrathin compound semiconductor on insulator layers for high-performance nanoscale transistors
http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7321/abs/nature09541.html

Hyunhyub Ko, Kuniharu Takei, Rehan Kapadia, Steven Chuang,
Hui Fang, Paul W. Leu, Kartik Ganapathi, Elena Plis,
Ha Sul Kim, Szu-Ying Chen, Morten Madsen, Alexandra C. Ford,
Yu-Lun Chueh, Sanjay Krishna, Sayeef Salahuddin, Ali Javey.
Nature, 468, pp. 286–289, 11 November 2010
doi: 10.1038/nature09541