陽明交大電子研究所連德軒教授研究團隊，近來與台積電共同成功克服了超薄層半導體中閾值電壓（VT）調變的技術挑戰，在最新的一項突破性研究中，導入了光熱合併的方法，並結合了紫外線照射和氧氣退火技術，引領了積體電路技術的全新發展方向。

近年來，隨著半導體元件微縮，對於二維和準二維厚度半導體的研究持續升溫。然而，透過改變材料載子濃度在超薄電晶體中調節閾值電壓，一直是一個極具挑戰性的課題，因為材料的尺寸已經接近甚至小於摻雜原子的尺寸，導致電子傳輸和控制變得極其困難，故如何實現閾值電壓的有效調成為了極具挑戰性的難題。

研究團隊引入了一種光熱合併的方法，結合了紫外線照射和氧氣退火，成功實現了在超薄氧化銦（In2O3）電晶體中大範圍及大面積的VT調變。這種方法能夠實現正向和負向的閾值電壓調節，並且是可逆的操作方式。

透過對VT的可控性，研究團隊成功實現了空乏式負載反相器（depletion-load inverter）和多態邏輯元件（multi-step logic），展示了其在低功耗電路設計和非馮·紐曼計算應用方面的潛力，以及通過自動化雷射系統（與雷傑科技合作）實現的晶圓尺寸閾值電壓調變，凸顯此方法於測試之外的實際應用性。

這項重要研究成果已經刊登在國際知名學術期刊《自然通訊》（Nature Communications）上，此發現對於下一代積體電路技術的發展提供了重要的方向。【記者  鄒弘整理報導】