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2019-08-16挑戰摩爾定律—成功大學微奈米科技研究中心特別報導 452 期

Author 作者謝育哲／本刊編輯。

位於臺南成功大學的微奈米科技研究中心成立於1997年，前身為國科會南區微機電系統研究發展中心，後續於2002年更名「微奈米科技研究中心」，並作為臺灣奈米科技研究重鎮。

在科技部補助的八大微奈米中心評比中，成功大學微奈米科技研究中心目前為規模最大，且服務與研究績效傲視全國，同時也是全臺首個「石墨烯暨二維材料元件中心」，每年服務約15000人次師生、超過50間廠商與100件以上的產業檢測報，藉由學研交流，加強校內外機構組織合作，提升成大微奈米中心的知名度。目前中心具有四大核心技術團隊：奈米微影製程技術、奈米表面與磊晶技術、奈米材料分析技術及生醫暨非破壞分析技術。該中心除了培育人才及累積許多研究成果外，近年來積極引進高階設備，配合過往所累積的研發量，協助半導體及光電廠商開發量產技術。同時在今（2019）年吸引日本等大廠進駐，開發及提供臺灣半導體廠商原物料。另外，在科技部價創計畫的主導下，以微奈米中心的研發技術成立成大技術延伸公司。

3D結構嶄露頭角

在半導體的研發過程中，摩爾定律影響甚鉅。所謂的摩爾定律，指的是積體電路上可容納的電晶體數目，每隔約2年會成長1倍；而預計每18個月，晶片的效能將會提高1倍。隨著近年來半導體的技術發展，電晶體越來越小，該定律受到嚴峻的挑戰。

為了突破積體電路微縮化的3奈米製程極限，微奈米中心試圖改變電晶體設計，由過往的2D平面轉為3D結構設計。該中心研究人員表示，為了使縮小的積體電路具有優異的物理特性，且能為縮至原子尺度的電晶體材料，3D的結構設計將能滿足上述需求。現階段，微奈米中心研發以二階段合成技術，成長高品質且大面積的層狀二維材料二硫化鉬（MoS2）及二硫化鎢（WS2），並與光學微影、電子束微影、乾溼蝕刻製成及原子層沉積系統整合，發展出奈米尺度的製程平台。

微奈米中心相關技術

微奈米中心的奈米材料分析技術團隊，可提供電子顯微檢測分析。另外，也可透過全新雙數型聚焦離子束設備，進行離子束影像分析及建立3D圖像建構分析。而新開發的液態電子顯微鏡檢測技術，可直接在電子顯微鏡中進行液態、膠態、濕式與含水式等樣品檢測，近期更成立液鏡科技新創公司，進行液態電子顯微檢測技術開發及應用。

微奈米中心由林光儀博士領導團隊，基於考量開發臺灣自有技術，自製的超寬坡長「多光子顯微鏡」，除了在生醫領域的應用外，更有辦法研究新興的二維半導體材料。目前團隊與中山大學陳昶孝助理教授合作的研發工作受台積電重視，並在中研院李連忠博士於今年發布於Nature的文章中引用。

方興未艾的二維材料
2D半導體目前公認為延續與拓展摩爾定律的最佳候選材料之一，歐盟執行委員會甚至已投入10億歐元進行石墨烯研發計畫（GrapheneFlagship），2D半導體材料粹來的應用潛力無窮，半導體產業或許也將進入全新的紀元。

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