以AI GPU為例,未來單一晶片有望整合超過3000億顆電晶體,使能源效率與製程精準度的重要性大幅提升。為突破傳統架構限制,晶片業者正加速導入GAA電晶體,在相同功耗下提升運算效能。不過,GAA採用複雜的3D結構,製程步驟超過500道,且許多關鍵環節需在接近單一原子的精度下完成,對材料沉積的一致性與控制能力提出極高要求。
應材指出,在埃米級節點下,材料工程已成為影響晶片效能與功耗的核心關鍵。本次推出的兩大系統,分別針對絕緣與金屬材料沉積,聚焦解決GAA架構中最關鍵的製程瓶頸。
首先,Producer Precision選擇性氮化矽電漿輔助化學氣相沉積系統,主要用於強化淺溝槽隔離(STI)結構。STI負責隔離相鄰電晶體,避免電荷外洩與寄生電容產生,但在奈米尺度下,溝槽極為狹窄,且後續製程容易造成氧化層損耗,進而影響晶片效能。
Precision系統採用選擇性「由下而上」沉積技術,只在需要的位置精準沉積氮化矽,並於低溫環境下完成製程,有助維持結構完整性與一致性,降低漏電與能耗。目前該技術已導入2奈米及更先進節點量產。
另一項Endura Trillium原子層沉積系統,則針對GAA電晶體中最複雜的金屬閘極堆疊結構。該結構需完整包覆多層奈米片,間距僅約10奈米,任何不均勻都可能影響電晶體切換特性,進而衝擊效能、功耗與良率。
Trillium透過原子層沉積技術,實現金屬層的高均勻性與精準厚度控制,並整合多道沉積製程於單一平台,使晶片設計能靈活調整臨界電壓,以因應不同AI應用需求。
此外,Trillium採用成熟的Endura平台,可維持高真空環境,避免外部污染影響奈米級製程,並支援更薄的功函數金屬與新型材料,解決GAA結構空間受限問題。該系統延續過去在FinFET製程節點的技術優勢,目前亦已獲先進晶圓廠採用,導入2奈米以下製程。
應用材料公司半導體產品事業群總裁帕布‧若傑(Prabu Raja)表示,半導體產業正進入快速且非線性的變革階段,單靠傳統微影技術已難以支撐先進節點發展,材料創新將成為關鍵競爭力。新一代沉積系統將協助客戶完成電晶體架構轉換,為AI運算發展奠定基礎。
應材將透過Precision與Trillium兩大系統切入關鍵製程環節,不僅展現其在材料工程領域的技術領先,也有望在下一波半導體技術升級浪潮中持續受惠。
點擊閱讀下一則新聞