《半导体制程与陈柏颕研究介绍》

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1、半導體製程與陳柏頴研究介紹簡報人：資工系陳柏穎教授單位：義守大學99年10月1日大綱壹、緣起貳、半導體製程叁、陳柏頴近期研究介紹肆、結論壹、緣起IC軟體(Software)軔體(Firmware)線寬持續縮小(1)增加功能(2)更穩定(3)更省電軟體語法會越來越接近(1)人類語法(2)更有效率。軔體讓應用更(1)客製化(2)品味化(3)差異化。資工議題:系統網路、通訊(Web,Comm.)網路讓應用更(1)及時(2)快速(3)跨國。IC硬體+軟體=賺錢平台貳、半導體製程介紹積體電路(Integrationcircuit,IC)是把電阻(R)、電容(C)、電感(L)、二極體(Bipolar,D)

2、、電晶體(T)...等電子元件整合做在一個晶方(chip)內稱之。問題三那在IC技術發展前如何將此五大基底整合在一起?以麵包板焊線與焊錫連結在一起積體電路&積木遊戲堆積木，是用幾種基本的小木塊(基底木塊)堆出複雜的作品；若基底木塊的種類愈多，作品愈有趣且多樣化；反之若只有一兩種，受限較多就難有吸引人的成果向量觀念類似堆積木。平面上任一向量A都可以用一組所謂的基底(basis)來表示，例如：=x軸和y軸的單位向量a、b=x、y軸上的分量：基底木塊；A：組合出來的作品自從1958年第一顆IC被應用在第二代電腦以來,後續的研究發現,而這些電路如果作三度空間等比例的縮小其結果功能相仿,僅需調整電子通道

3、在次表面(sub-micro)的電場結構(architecture)作部份修正即可作到與上一代完全相同的功能但積集度卻大幅增加的新世代。這個項重大發現造就一個明星產業就是半導體積體電路,而且從美國矽谷(siliconvalley)一路往亞洲的日本、韓國、臺灣有如雁鴉飛行路線般地在移動且在各地都有開花結果。問題五那IC技術如何被人類被找到的?GordonMoore’sLawAnswer:以矽為基材之半導體技術Whatissilicon?矽有什麼優良特殊處?ZeroLayerSTARTOXZeroLayerPHOTOZeroLayerETCHPRRemoveIC電子結構是一層一層加工對準堆疊完成問

4、題四有沒有一套理論可以及時反應問題?母體樣本抽樣樣本統計量推論母體參數抽樣誤差非抽樣誤差母體（Population）樣本（sample）由於成本與時間的考量，只抽取一部分的母體，用以推論整個母體的特性。抽取樣本推論母體Po-YingChen*,“DegradationofGateOxideIntegritybyFormationofTinyHolesbyMetalContaminationduringWaferingProcess”,Jpn.JournalofAppliedPhysics,p.8685-8690,SCI,N/M=50/94,IF:2.85.,IF:2.47,(2008)cita

5、tion:32.金氧半場效電晶體(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor)，縮寫為MOSFET。6.材料厚度與均勻度RoughSisubstrate--Thegatedielectriclayerroughnesswillreducetheelectronicmobility.ee2.5Vfor0.25umDR1.0Vfor0.09umDR6.材料厚度與均勻度--Theflatnesswillresult-inthepatterningloseproblem.7.晶片平坦度CMP"Stiff"("Hard")PadCMPProcessPl

6、anarizationLength~7-10mmOxideSiliconNanotopographyLength5mmforexample--CMPprocesswillinducenano-topographyissue,andthisproblemwillaffectthedeviceperformance.7.晶片平坦度Preferentiallythinssurfacefilmsinraisednanotopographyareas.ImprovedPolishingpadoptimizedTHA2:17.7nm9.3nm2x2mmTHA4:32.7nm21.9nm10x10

7、mmImpactonNano-topography7.晶片平坦度CurrentdensityJ(mA/cm2)050100150200250050001000015000Resistance(Ω)IMCdominantCrackdominantResistance(Ω)CurrentdensityJ(mA/cm2)(a)(b)11.522.530200040006000SiwaferWafergu