半導(dǎo)體材料改善對(duì)芯片性能提升至關(guān)重要

半導(dǎo)體設(shè)備大廠應(yīng)材(Applied Materials)的磊晶設(shè)備部門(mén)主管Schubert Chu表示，半導(dǎo)體材料的改善在每個(gè)制程節(jié)點(diǎn)對(duì)IC性能提升的貢獻(xiàn)度達(dá)近90%，該數(shù)字在2000年時(shí)僅15%。

　　Chu在近日于美國(guó)舉行的Semicon West展會(huì)上接受訪問(wèn)時(shí)表示，在智慧型手機(jī)與平板裝置成為電子產(chǎn)業(yè)鏈需求主力的「行動(dòng)時(shí)代」，半導(dǎo)體元件設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)集中于在提升電晶體性能的同時(shí)，也需要降低元件的功耗；而在過(guò)去的「PC時(shí)代」，功耗通常都不是最大的考量。

　　應(yīng)材近日發(fā)表針對(duì)NMOS電晶體應(yīng)用全新開(kāi)發(fā)的CenturaRP系列磊晶系統(tǒng)；所謂的NMOS電晶體是一種MOS電晶體，其活性載子(activecarriers)是在p型矽基板上靜電形成的n通道中，流經(jīng)n型源極與汲極區(qū)域的電子流。

　　根據(jù)Gartner的估計(jì)，在2012年，整體磊晶設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約5.9億美元，成長(zhǎng)速度高于其余晶圓制造前段設(shè)備，而該趨勢(shì)可望持續(xù)發(fā)展。

　　Chu表示，磊晶沉積設(shè)備在過(guò)去十年有大幅度進(jìn)展；應(yīng)材在十年前就是該市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，市占率達(dá)八成，磊晶設(shè)備主要銷售給晶圓片供應(yīng)商。但今日，因?yàn)樵摷夹g(shù)能改善行動(dòng)處理器性能，應(yīng)材因此售出更多系統(tǒng)，晶圓代工廠是最大的客戶群。

　　根據(jù)Chu指出，現(xiàn)在的半導(dǎo)體制程需要經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)磊晶步驟，而且隨著晶片供應(yīng)商認(rèn)為該技術(shù)具備能改善其元件性能的潛力，未來(lái)的需求將會(huì)更大。應(yīng)材將磊晶定義為沉積或是生長(zhǎng)單晶矽薄膜，該沉積薄膜呈現(xiàn)晶格架構(gòu)且與基板的方向一致。

　　Chu指出，在PMOS磊晶制程之外再布置一道NMOS磊晶制程，能讓晶圓代工廠進(jìn)一步改善下一代元件的性能；這種新的制程已經(jīng)獲得數(shù)家客戶采用。

　　自90奈米節(jié)點(diǎn)以來(lái)，采用以原位摻雜(in-situdoping)的應(yīng)變選擇性磊晶薄膜(strained selective epifilm)，就可改善電子遷移率并降低PMOS電晶體內(nèi)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(dá)到類似的效果并加強(qiáng)整體晶片性能。