半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入10奈米世代　材料、機(jī)臺(tái)將是2大挑戰(zhàn)

連于慧／臺(tái)北 全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)奉為圭臬的摩爾定律(Moore’s Law)發(fā)展雖有面臨瓶頸的挑戰(zhàn)，然目前半導(dǎo)體業(yè)者仍積極發(fā)展新材料，并在制程微縮上加緊腳步，國研院國家奈米元件實(shí)驗(yàn)室便表示，「三角型鍺鰭式電晶體」技術(shù)可克服矽基材上的鍺通道缺陷問題，讓半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)入10奈米制程。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制程演進(jìn)速度愈來愈快，英特爾(Intel) 22奈米制程即將進(jìn)入量產(chǎn)，臺(tái)積電制程技術(shù)也進(jìn)入28奈米，DRAM技術(shù)制程年底進(jìn)入30奈米，2012年將進(jìn)入20奈米世代，而NAND Flash產(chǎn)業(yè)制程在2011年則是26、27奈米制程，2012年將進(jìn)入20、19奈米制程，半導(dǎo)體業(yè)者預(yù)計(jì)未來2、3年會(huì)進(jìn)入14奈米制程世代。
半導(dǎo)體業(yè)者表示，制程技術(shù)愈往下微縮，尤其是半導(dǎo)體制程技術(shù)在進(jìn)入10奈米制程以下，新機(jī)臺(tái)和新材料會(huì)是半導(dǎo)體業(yè)者面臨的2大挑戰(zhàn)，以新機(jī)臺(tái)設(shè)備為例，超紫外光微影(EUV)價(jià)格昂貴，對(duì)于半導(dǎo)體業(yè)者而言相當(dāng)頭痛，平均1臺(tái)EUV機(jī)臺(tái)設(shè)備要1億美元，折合新臺(tái)幣要30億元左右，對(duì)晶圓廠而言是非常高價(jià)的投資。

臺(tái)積電研發(fā)資深副總蔣尚義曾表示，臺(tái)積電在14奈米制程還未決定采用哪一種機(jī)臺(tái)設(shè)備，EUV機(jī)臺(tái)效率讓晶圓產(chǎn)出不如預(yù)期，半導(dǎo)體制程技術(shù)未來不論是用EUV技術(shù)或是多電? l光束無光罩微影技術(shù)(MEB)，半導(dǎo)體設(shè)備端都是很大問題，需要再加把勁。

半導(dǎo)體材料方面，= 研院國家奈米元件實(shí)驗(yàn)室表示，相較于矽基材，純鍺材料的電晶體運(yùn)行速度可提升2~4倍，而「三角型鍺鰭式電晶體」技術(shù)則可克服矽基材上鍺通道會(huì)出現(xiàn)缺陷的問題，可實(shí)現(xiàn)10奈米電晶體元件；再者，「銀金屬直立導(dǎo)線技術(shù)」則是利用底部成長(bottom-up)方式，突破傳統(tǒng)鎢金屬栓塞結(jié)構(gòu)在尺寸微縮時(shí)的制程瓶頸。

國家奈米元件實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線制程需求。

再者，在矽晶片上制作綠色環(huán)保雙面入光型高效率太陽能電池，結(jié)合銅銦鎵硒薄膜電晶體技術(shù)，可開發(fā)「自供電力線路模組的矽基太陽能元件」，包含多項(xiàng)與積體電路后段連導(dǎo)線相容的關(guān)鍵技術(shù)，包括低溫(~400°C)銅銦鎵硒薄膜共蒸鍍技術(shù)、無鈉無鎘綠色環(huán)保制程技術(shù)和高光采集率表面粗糙化技術(shù)，可緊密與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及技術(shù)結(jié)合。