科技新报
姚惠茹
目标超越摩尔定律！阳明交大成功挑战下世代埃米级积体电路技术
阳明交大光电工程系讲座教授刘柏村率领团队与美国德州农工大学教授、玉山学者郭育进行
国际合作研究，结合材料、元件、电路三个不同的面向，开发可应用在单芯片三维积体电路
的互补型场效电晶体技术（Complementary Field Effect Transistor，CFET），研发成果
具有下世代埃米级（Angstrom）积体电路技术应用的极高价值。
随着半导体技术与产业的快速发展，为打破元件物理尺度微缩上的限制并持续遵循摩尔定律
发展轨迹，单芯片三维积体电路（Monolithic Three-dimensional Integrated Circuits，
M3D-ICs）的概念被提出。
所谓 M3D-IC 技术是指电晶体的布局结构将朝向多层级垂直堆叠迈进，并在有限的面积下大
幅提高电晶体元件数量的密度，未来有望能实现超越摩尔定律目标，以打造更快速且低成本
的小型芯片，为进一步的制程微缩带来希望，并获国际知名学术期刊《尖端科学》（Advanc
ed Science）刊登。
https://i.imgur.com/SrQwqNe.jpg
可应用于单芯片三维积体电路垂直堆叠互补式异质场效电晶体元件结构。（Source：阳明交
大）
研究团队采用新颖的氧化铟钨（amorphous indium tungsten oxide，a-IWO）半导体材料，
能在通道只有约几层原子的厚度下展现优异的电流表现特性，并使逻辑电路成功达到高电压
增益（High Voltage Gain）、皮瓦特（Pico-watt）的极低静态功耗，以及卓越且对称的杂
讯边限（High Nosie Margin）等高效特性。
研究团队用新颖的半导体材料及创新技术，克服单芯片三维积体电路技术的技术挑战，这项
研究成果特性可媲美目前半导体工业所使用的硅基元件，达到更优越的电性效能，并具有下
世代埃米级积体电路技术应用的极高价值，实现超高电晶体密度异质芯片材料整合技术，能
在较低的功率损耗下发挥高效能电晶体元件特性。
https://i.imgur.com/PmJoiuB.jpg
单芯片三维垂直堆叠互补式异质场效电晶体组成的反相器电路于不同操作偏压下，达到(a)
低操作偏压的电压转换曲线(Transfer Characteristics)，(b)高电压增益(152V/V)，(c)皮
瓦(pW)等级的超低静态功率耗损，(d)高对称性噪声边限特性(~80%)的表现能力。（Source
：阳明交大）
（首图来源：阳明交大）
https://technews.tw/2023/07/03/cfet/