北美智權報 / 編輯組
國家科學及技術委員會（國科會）於8月6日發布最新成果，在國科會「Å世代前瞻半導體專案計畫」及「晶創臺灣 — 次世代半導體材料與元件整合關鍵技術」計畫支持下，陽明交通大學電子物理系 / 中研院應用科學研究中心教授張文豪團隊，攜手台積電博士Iuliana Radu團隊及陽明交通大學半導體工程學系教授李宗恩，針對二維半導體長期以來面臨的「介面問題」提出解決方案，成功開發出高效能的單層二硫化鉬（MoS2）頂閘極電晶體，這項突破性成果更登上國際頂尖期刊《Nature Electronics》。
隨手機、電腦及人工智慧（AI）裝置對運算速度與省電需求劇增，傳統矽半導體技術已逐漸逼近物理極限。為了解決這個問題，全世界的科學家都在尋找下一代的半導體材料，而「二維半導體」因為薄到只有原子級厚度，被視為延續摩爾定律，是讓晶片持續微縮與提升效能的重要關鍵。
關鍵瓶頸：原子級薄膜上的「介面危機」
二維半導體因具備僅有原子級厚度的極致優勢，被視為讓晶片持續微縮與升級的關鍵。然而，若要控制電流，就必須在二維半導體上方鋪設一層超薄的「閘極介電層」。這個過程好比在極薄的紙張上再覆蓋一層膜，極易破壞表面結構，導致電子傳輸受阻（電子散射），進而影響元件效能。如何同時兼顧「超薄結構」與「高速傳輸」，成為國際半導體界多年來難以跨越的高牆。
獨家創新：「磊晶介面工程」重塑原子層
研究團隊並未盲目尋找新材料，而是利用超高真空技術及運用「磊晶介面工程」（epitaxial interface engineering）：
（1）精準鋪層： 利用超高真空技術，在單層二硫化鉬（MoS2）表面鋪上超薄鋁層。
（2）氧化形成完美基底： 經氧化後形成僅約0.42奈米的氧化鋁層，作為後續材料生長的高品質基底。
這個只有原子級厚度的完美介面，不僅大幅提升了半導體與介電層間的品質、有效降低電子傳輸阻礙，更成功兼顧「超薄」與「跨導」兩項關鍵特性。實驗顯示，以此技術製作出的電晶體，在極小尺寸下展現出全球領先的跨導表現，同時具備極低漏電流與優異的操作穩定性，展現二維半導體元件邁向實際應用的重要潛力。
奠定「後矽時代」基石 展現台灣次世代半導體實力
張文豪指出：「未來二維半導體真正的競爭，不只是材料本身，而是介面工程！」
張文豪強調，這項技術最大的價值在於建立了一個可廣泛應用於各種二維半導體材料的平台。未來不僅能發展出速度更快、功耗更低的電子元件，更可與現有半導體製程完美結合，為「後矽時代」的晶片技術奠定重要基礎，再次向世界展現臺灣在次世代半導體領域的創新研發實力與國際競爭力。
