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半導體設備大廠應材(Applied Materials)的磊晶設備部門主管Schubert Chu表示，半導體材料的改善在每個製程節點對 IC性能提升的貢獻度達近90%，該數字在2000年時僅15%。
Chu在近日於美國舉行的Semicon West 展會上接受訪問時表示，在智慧型手機與平板裝置成為電子產業鏈需求主力的「行動時代」，半導體元件設計的焦點集中於在提升電晶體性能的同時，也需要降低元件的功耗；而在過去的「PC時代」，功耗通常都不是最大的考量。

應材近日發表針對NMOS電晶體應用全新開發的Centura RP系列磊晶系統；所謂的NMOS電晶體是一種MOS電晶體，其活性載子(active carriers)是在p型矽基板上靜電形成的n通道中，流經n型源極與汲極區域的電子流。

根據Gartner的估計，在2012年，整體磊晶設備市場規模約5.9億美元，成長速度高於其餘晶圓製造前段設備，而該趨勢可望持續發展。

Chu表示，磊晶沉積設備在過去十年有大幅度進展；應材在十年前就是該市場的領導者，市佔率達八成，磊晶設備主要銷售給晶圓片供應商。但今日，因為該技術能改善行動處理器性能，應材因此售出更多系統，晶圓代工廠是最大的客戶群。

根據Chu指出，現在的半導體製程需要經過數個磊晶步驟，而且隨著晶片供應商認為該技術具備能改善其元件性能的潛力，未來的需求將會更大。應材將磊晶定義為沉積或是生長單晶矽薄膜，該沉積薄膜呈現晶格架構且與基板的方向一致。

Chu指出，在PMOS磊晶製程之外再佈置一道NMOS磊晶製程，能讓晶圓代工廠進一步改善下一代元件的性能；這種新的製程已經獲得數家客戶採用。

自90奈米節點以來，採用以原位摻雜(in-situ doping)的應變選擇性磊晶薄膜(strained selective epi film)，就可改善電子遷移率並降低PMOS電晶體內的電阻，提升晶片速度；Chu表示，在NMOS電晶體提供選擇性磊晶，也能達到類似的效果並加強整體晶片性能。

「人們正在尋找下一個能帶來優勢的應用領域，」Chu指出，新的磊晶材料會是電晶體在20奈米以下製程速度提升的關鍵推手。

編譯：Judith Cheng

(參考原文： Materials Improvements Boosting IC Performance，by Dylan McGrath)

資料來源:電子工程專輯