全球半導體產業奉為圭臬的摩爾定律 (Moore’s Law)發展雖有面臨瓶頸的挑 戰,然目前半導體業者仍積極發展新 材料,並在製程微縮上加緊腳步,國 研院國家奈米元件實驗室便表示, 「三角型鍺鰭式電晶體」技術可克服 矽基材上的鍺通道缺陷問題,讓半導 體技術進入10奈米製程。

半導體產業製程演進速度愈來愈快, 英特爾(Intel) 22奈米製程即將進入量 產,台積電製程技術也進入28奈米, DRAM技術製程年底進入30奈米, 2012年將進入20奈米世代,而NAND Flash產業製程在2011年則是26、27奈 米製程,2012年將進入20、19奈米製 程,半導體業者預計未來2、3年會進 入14奈米製程世代。

半導體業者表示,製程技術愈往下微 縮,尤其是半導體製程技術在進入10 奈米製程以下,新機台和新材料會是 半導體業者面臨的2大挑戰,以新機台 設備為例,超紫外光微影(EUV)價格昂 貴,對於半導體業者而言相當頭痛, 平均1台EUV機台設備要1億美元,折合 新台幣要30億元左右,對晶圓廠而言 是非常高價的投資。

台積電研發資深副總蔣尚義曾表示, 台積電在14奈米製程還未決定採用哪 一種機台設備,EUV機台效率讓晶圓產 出不如預期,半導體製程技術未來不 論是用EUV技術或是多電子光束無光罩 微影技術(MEB),半導體設備端都是很 大問題,需要再加把勁。

半導體材料方面,國研院國家奈米元 件實驗室表示,相較於矽基材,純鍺 材料的電晶體運行速度可提升2~4倍, 而「三角型鍺鰭式電晶體」技術則可 克服矽基材上鍺通道會出現缺陷的問 題,可實現10奈米電晶體元件;再 者,「銀金屬直立導線技術」則是利 用底部成長(bottom-up)方式,突破傳 統鎢金屬栓塞結構在尺寸微縮時的製 程瓶頸。

國家奈米元件實驗室分析,銀是目前 電阻值最低的金屬,可符合10奈米世 代金屬導線製程需求。

再者,在矽晶片上製作綠色環保雙面 入光型高效率太陽能電池,結合銅銦 鎵硒薄膜電晶體技術,可開發「自供 電力線路模組的矽基太陽能元件」, 包含多項與積體電路後段連導線相容 的關鍵技術,包括低溫(~400°C)銅銦鎵 硒薄膜共蒸鍍技術、無鈉無鎘綠色環 保製程技術和高光採集率表面粗糙化 技術,可緊密與半導體產業及技術結 合。

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