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a13晶片進入發燒排行的影片

濺鍍成長二碲化鉬之快速固相結晶及缺陷工程

為了解決a13晶片的問題，作者徐浩樺 這樣論述：

積體電路製程技術發展半個世紀以來，電晶體的發展始終依循著摩爾定律，如今年備受矚目的產品—iPhone 11 Pro中所搭載的A13 Bionic晶片便是採用台積電第二代EUV 7奈米製程。然而，元件微縮已經接近盡頭，為了持續推進元件特性並增加閘極的控制能力及降低漏電流，開發僅有原子層厚的通道且維持足夠的操作速度是下一代新穎電晶體的研究方向之一。在環境中能穩定存在的單原子層石墨烯被成功展示之後，開啟了大量二維材料於電晶體的研究，而在廣泛的二維材料中，過渡金屬硫屬化物(TMDs)具有適當的能隙大小及優異的載子遷移率，是下一代電晶體通道材料中極具潛力的代表。在第六族過渡金屬硫屬化物中，二碲化鉬具有

許多吸引人且有用的特性，例如擁有較高的載子遷移率(~2500 cm2/Vs)、較強的自旋軌道耦合及近似矽的能隙值，使得二碲化鉬有很高的潛力應用在場效應電晶體、自旋電子學及光電子元件。同時，二碲化鉬具有兩種相對穩定的晶格結構—半導體態的2H及半金屬態的1T’，使得低接觸阻抗的二碲化鉬異質結構元件得以實現。然而，較小的2H及1T’的基態能量差讓二碲化鉬薄膜的特定晶相合成有一定的難度。在此研究中，我們以濺鍍法沉積大面積的二碲化鉬，藉由後續熱退火控制二碲化鉬的結晶，這個製程不需要複雜的化學反應，且可以透過不同的熱製程形成特定晶相的二碲化鉬。本篇論文主要探討不同熱退火製程對於二碲化鉬結晶相的影響，我們比

較了傳統爐管及快速熱退火製程的結果，同時也深入分析退火溫度與薄膜表面形貌的關係：隨著退火溫度升高，2H二碲化鉬會逐漸形成鋸齒型邊界(Zig-zag)的六角形。根據物性及光學分析的結果表明，適當的熱退火製程可以合成出高品質的2H二碲化鉬，並利用以上兩種熱退火製程來執行二段式退火，可以得到較大的開關電流比例以及較小的次臨界擺幅的電晶體特性。除此之外，我們也探討電漿處理對於二碲化鉬的結晶相及電晶體傳輸行為的影響，利用缺陷的產生改變不同結晶相的穩定性，並成功控制電晶體傳輸載子的極性，形成具有雙極性的2H二碲化鉬電晶體，實驗結果也用第一原理計算相互佐證。本篇論文提出的方法可以在未來應用於異質結構元件和互

補式金屬氧化物半導體，達到具有低接觸阻抗與極性控制，利用二碲化鉬的特殊材料性質實現單一二維材料的互補式金屬氧化物半導體電路。