台积电与大学合作，攻克超薄晶体管阈值电压调制难题

集微网消息，中国台湾地区阳明交通大学（NYCU）宣布了一项与台积电合作的突破性成果，克服了超薄层半导体中阈值电压（VT）调变的技术挑战。相关结果已发布至期刊《自然-通讯》。

NYCU表示不断加强与台积电的合作，这所大学任命台积电技术和研发主管Chengming Hu、Jack Sun为导师，多年来研发工作蓬勃发展。

台积电与NYCU最新的研究，引入了一种光热合并的方法，结合了紫外线照射和氧气退火技术，引领了集成电路技术的全新发展方向。根据NYCU的报道，随着半导体行业不断努力挑战微小化，对于二维和准二维厚度半导体的研究持续升温。然而，通过改变材料载子浓度在超薄晶体管中调节阈值电压，一直是一个极具挑战性的课题，因为材料的尺寸已经接近甚至小于掺杂原子的尺寸，导致电子传输和控制变得极其困难，故如何实现阈值电压的有效调成为了极具挑战性的难题。

本次研究通过结合紫外线照射和氧气退火，成功实现了在超薄氧化铟（In2O3）晶体管中大范围及大面积的VT调变。这种方法能够实现正向和负向的阈值电压调节，并且是可逆的操作方式。透过对VT的可控性，研究团队成功实现了空乏式负载反相器（depletion-load inverter）和多态逻辑组件（multi-step logic），展示了其在低功耗电路设计和非冯·纽曼计算应用方面的潜力，以及通过自动化激光系统（与雷杰科技合作）实现的晶圆尺寸阈值电压调变，凸显此方法于测试之外的实际应用性。

（校对/赵月）