6 吋晶圓 100% 覆蓋單層二維材料，台灣團隊突破大面積連續膜難關

全球半導體產業競相邁入原子級尺度，二維材料被視為延續摩爾定律的關鍵解方，國研院國儀中心攜手陽明交通大學、日本東京大學、國研院半導體中心，共同突破傳統二維半導體製程限制，成功實現 6 吋晶圓單層材料二硫化鎢 100% 全覆蓋連續膜，為先進邏輯元件、光電元件導入二維材料邁出關鍵一步。

半導體晶片靠「微縮」提升效能，即在一塊晶片塞更多越做越小的電晶體，靠大量「迷你工人」提升運算速度。

然而現有以矽為基底製造的半導體積體電路（IC）不斷微縮後，電流通道越來越狹窄，容易產生「短通道效應」、「穿隧漏電」問題，即電子不受控制地任意流過電流通道、或往其他方向移動，導致元件效能及散熱效果變差。

後來科學家發現，若在矽上面鍍一層特殊的單層原子平面結構（二維材料），如二硫化鎢（WS2）、二硫化鉬（MoS2）等過渡金屬硫化物（TMDs），就像專為電子開一條超薄、超平整專用車道，能避免電子亂跑（抑制穿隧）、完美控制電子在電流通道內流動（降低短通道效應），提高元件效能並降低功耗，二維材料因此被視為突破摩爾定律極限的關鍵之一。

問題來了，在實驗室做一小片漂亮二維材料樣品不算難，但要讓它覆蓋在 6 吋、8 吋甚至 12 吋晶圓上，整片還要完全均勻沒有破洞、厚薄不一，就是當前技術鴻溝，從實驗室小尺度示範到產業大面積穩定量產，覆蓋二維材料層仍存在精準生長、層數控制、缺陷管理、晶圓級檢測等挑戰。

目前全球僅比利時微電子研究中心（imec）、艾司摩爾（ASML）+ 台積電合作團隊曾發表過大面積單層二維材料 100% 全覆蓋的連續膜晶圓。