应用材料公司：半导体材料改善对芯片性能提升至关重要

半导体设备大厂应用材料公司（Applied Materials）的磊晶设备部门主管Schubert Chu表示，半导体材料的改善在每个制程节点对IC性能提升的贡献度达近90%，该数字在2000年时仅15%。

Chu在近日于美国举行的Semicon West 展会上接受访问时表示，在智能手机与平板设备成为电子产业链需求主力的“行动时代”，半导体组件设计的焦点集中于在提升电晶体性能的同时，也需要降低组件的功耗；而在过去的“PC时代”，功耗通常都不是最大的考虑。

应用材料公司近日发表针对NMOS电晶体应用全新开发的Centura RP系列磊晶系统；所谓的NMOS电晶体是一种MOS电晶体，其活性载子（active carriers）是在p型硅基板上静电形成的n通道中，流经n型源极与汲极区域的电子流。

根据Gartner的估计，在2012年，整体磊晶设备市场规模约5.9亿美元，成长速度高于其余晶圆制造前段设备，而该趋势可望持续发展。

Chu表示，磊晶沉积设备在过去十年有大幅度进展；应用材料公司在十年前就是该市场的领导者，市占率达八成，磊晶设备主要销售给晶圆片供应商。但今日，因为该技术能改善行动处理器性能，应用材料公司因此售出更多系统，晶圆代工厂是最大的客户群。

根据Chu指出，现在的半导体制程需要经过数个磊晶步骤，而且随着芯片供应商认为该技术具备能改善其组件性能的潜力，未来的需求将会更大。应用材料公司将磊晶定义为沉积或是生长单晶硅薄膜，该沉积薄膜呈现晶格架构且与基板的方向一致。

Chu指出，在PMOS磊晶制程之外再布置一道NMOS磊晶制程，能让晶圆代工厂进一步改善下一代组件的性能；这种新的制程已经获得数家客户采用。

自90纳米节点以来，采用以原位掺杂（in-situ doping）的应变选择性磊晶薄膜（strained selective epi film），就可改善电子迁移率并降低PMOS电晶体内的电阻，提升芯片速度；Chu表示，在NMOS电晶体提供选择性磊晶，也能达到类似的效果并加强整体芯片性能。

“人们正在寻找下一个能带来优势的应用领域，”Chu指出，新的磊晶材料会是电晶体在20纳米以下制程速度提升的关键推手。

编译：Judith Cheng

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