劉柏村教授（前排中）研究團隊成功挑戰下世代埃米級積體電路技術

劉柏村教授團隊採用新穎的半導體材料及創新技術，克服單晶片三維積體電路技術的挑戰

本校  電機學院     光電工程系劉柏村講座教授與玉山學者郭育教授（美國德州農工大學），共同開發可應用於單晶片三維積體電路之互補型場效電晶體技術（Complementary Field Effect Transistor, CFET）（如圖一）。透過新穎的半導體材料及創新技術，他們克服了單晶片三維積體電路技術的挑戰，達到更優越的電性效能，有望超越摩爾定律。

近年來為了打破元件物理尺度微縮上的限制，並遵循摩爾定律（Moore’s law）發展軌跡，單晶片三維積體電路（Monolithic Three-dimensional Integrated Circuits, M3D-ICs）的概念被提出。也就是電晶體的佈局結構將朝向多層級垂直堆疊邁進，在有限面積下大幅提高電晶體元件數量的密度，並在未來實現超越摩爾定律（More than moore’s）的目標，打造更快速且低成本的小型晶片，為進一步的製程微縮帶來希望。

研究團隊採用新穎的氧化銦鎢（amorphous indium tungsten oxide, a-IWO）半導體材料，能在通道只有約幾層原子的厚度下，展現優異的電流表現特性，並使邏輯電路成功達到高電壓增益（High Voltage Gain）、皮瓦特（Pico-watt）的極低靜態功耗，以及卓越且對稱的雜訊邊限（High Nosie Margin）等高效特性（如圖二）。

本項國際合作的研發成果，具有下世代埃米級（Angstrom）積體電路技術應用的極高價值，可望實現超高電晶體密度之異質晶片材料整合技術，並能在較低的功率損耗下發揮高效能電晶體元件特性。將是接續「摩爾定律」之後，下一個引領半導體技術發展方向的重要指標。此研發成果，也已獲國際知名學術期刊《尖端科學》（Advanced Science）刊登。