應(yīng)材：半導體材料改善對芯片性能提升至關(guān)重要

半導體設(shè)備大廠應(yīng)材(Applied Materials)的磊晶設(shè)備部門主管Schubert Chu表示，半導體材料的改善在每個制程節(jié)點對 IC性能提升的貢獻度達近90%，該數(shù)字在2000年時僅15%。

Chu在近日于美國舉行的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(chǎn)業(yè)鏈需求主力的「行動時代」，半導體元件設(shè)計的焦點集中于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(yīng)材近日發(fā)表針對NMOS電晶體應(yīng)用全新開發(fā)的Centura RP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(active carriers)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，在2012年，整體磊晶設(shè)備市場規(guī)模約5.9億美元，成長速度高于其余晶圓制造前段設(shè)備，而該趨勢可望持續(xù)發(fā)展。

Chu表示，磊晶沉積設(shè)備在過去十年有大幅度進展;應(yīng)材在十年前就是該市場的領(lǐng)導者，市占率達八成，磊晶設(shè)備主要銷售給晶圓片供應(yīng)商。但今日，因為該技術(shù)能改善行動處理器性能，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)在的半導體制程需要經(jīng)過數(shù)個磊晶步驟，而且隨著晶片供應(yīng)商認為該技術(shù)具備能改善其元件性能的潛力，未來的需求將會更大。應(yīng)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(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)點以來，采用以原位摻雜(in-situ doping)的應(yīng)變選擇性磊晶薄膜(strained selective epi film)，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，也能達到類似的效果并加強整體晶片性能。

「人們正在尋找下一個能帶來優(yōu)勢的應(yīng)用領(lǐng)域，」Chu指出，新的磊晶材料會是電晶體在20奈米以下制程速度提升的關(guān)鍵推手