解決方案

實現新一代科技

市場對更快、更小、功能更強、更省電電子產品的要求,正推動著創新製造方法的發展,能以精巧、緊密堆疊以及複雜的3D結構實現先進元件的生產。開發現今市場要求的先進微處理器、記憶體元件、以及各種其他類型的產品,是非常具挑戰性的,必須要不斷的創新,才能提供功能強大的製程解決方案。

透過協同合作以及運用跨領域的專業技術,Lam持續開發所需新的功能,來製造這些越來越具挑戰性的裝置。我們的創新技術與生產解決方案可提供各種的晶圓製程服務,以創建最新的晶片與應用 ─ 從電晶體、互連結構、圖案化、先進記憶體和封裝、到感測器與傳感器、類比和混合訊號、分離式和功率元件、以及光電和光子。


Transistor

電晶體

電晶體─亦即晶片的「大腦」─ 是控制電流流向的極小開關,在一顆晶片中可包含高達數十億個電晶體。隨著市場對更小,更強大電子產品的需求,推動了3D FinFET 等新型電晶體架構的發展,並使用高介電值(high-k)/金屬閘等特殊材料。這些新技術和新材料的發展使元件的特徵結構尺寸得以持續微縮。由於現今最新的電晶體尺寸已達到原子級,對製造而言是極大的挑戰。為確保這些先進元件的優異效能,製造功能需提供卓越的精密度與控制,才能形成所需的微小結構。

Interconnect

互連

互連構成了複雜的佈線,用來連接晶片上數十億個獨立單元,包括電晶體、電容等。隨著越來越小的元件緊密地放置在一起,因此也需要更多的互連層,這使連結晶片上的所有單元也越來越具挑戰性。事實上,隨著特徵結構尺寸的持續微縮,互連結構已成為現今最先進晶片的速度瓶頸。因此,需要開發能把金屬連接的電阻降至最低的技術以及創新的介電材料,以提升其絕緣能力。為了生產最先進的高效能電子元件,先進的互連結構涉及狹窄的幾何與複雜的薄膜層,需要更靈活、更精密的製程功能來實現。

Patterning

圖案化

圖案化(Patterning)涉及一整套製程步驟 ─ 包括微影、沉積、與蝕刻 ─ 用來形成非常微小、複雜的晶片特徵結構。每一個新世代,元件尺寸都會持續微縮。對先進結構來說,這些特徵結構的尺寸已經太小和/或放置地太緊密,無法以傳統的微影設備來製作 ─ 微影步驟是把晶片設計的複雜細節從光罩「樣板」轉換到晶圓上。為了補償所需的精密度,晶片製造商正利用多重光罩與製程組合的雙重/四重和間隔層式(spacer-based)曝光等先進技術。雖然這些技巧克服了現有微影設備的限制,但是也帶來了對優異製程精密度與薄膜品質的新要求,才能準確地製作出所需的精細、高密度特徵結構。

advance memory

先進記憶體

記憶體單元 ─ 儲存電子資料的晶片元件 ─ 有揮發性(如DRAM)及非揮發性(如快閃記憶體flash)兩種儲存型態。DRAM是主要的「工作」(活動)記憶體,而快閃記憶體是用來以緊湊的形式儲存大量的資料。為了增加元件密度以獲得更多的儲存容量,DRAM的特徵結構正不斷地縮小,而NAND快閃記憶體則轉向3D架構,這都帶來了更多的製程挑戰。例如,3D NAND的多層架構容易受應力影響,而且高深寬比通道中的任何缺陷都會產生電性短路和干擾。此外,生產能夠兼具活動和儲存型態的新型記憶體也很困難,因為它們採用了新穎且難以加工的材料。因此,需要優異的製程控制、靈活性和生產力。

packaging

封裝

封裝是指用來在成品晶片周圍形成保護外殼並為輸入/輸出形成外部連接的製程步驟。消費者對更小、更快、功能更強大的行動裝置需求,推動著新興封裝技術的發展。例如,晶圓級封裝(WLP)技術 – 晶片在晶圓上直接封裝,然後分離 ─ 利用凸塊(bumping)和重新佈線層,以及扇出(fan-out)封裝。其他的技術包括利用矽穿孔(TSV),以金屬導電柱(conductive pillar)來連接堆疊的晶片。這些技術會對相關的製程步驟帶來多重挑戰,例如需處理不同的特徵形狀、多種的材料類型、以及嚴苛的散熱問題等。

感測器與傳感器

傳感器(Transducer)是用來改變能量型態的元件 ─ 像是把光、運動、熱或化學反應 ─ 從一種形式改變為另一種形式。例如,致動器(actuator)是一種把能量轉換為運動的傳感器。當傳感器的輸出把能量轉換為可讀格式(類比或數位形式)時,它就被稱為感測器(sensor)。許多類型的傳感器和感測器是用來轉換和測量我們周圍環境中產生的訊號,而其應用正持續地成長。雖然生產這些元件並不一定需要最新的製程設備,但確實需要為其開發製程技術,以支援許多獨特的元件設計。此外,有些製造步驟涉及未在其他元件類型中使用的材料,例如壓電薄膜。因此,設備的技術能力、可靠性、生產力和整體成本效益至關重要。

類比與混合訊號

類比電子是具有連續可變訊號的元件,而數位電子則提供離散訊號,並且僅有兩個區分級別(例如「開」和「關」)。顧名思義,混合訊號元件同時包含類比和數位電路。通常,混合訊號設計是用來建構消費性電子應用的具成本效益解決方案,而隨著智慧型手機和其他可攜式技術的普及使用,近來此類設計也出現了顯著的成長。為了有效地製造出類比和混合訊號元件,需要製程設備能以具成本效益的方式提供高可靠性和生產力。

分離式元件與功率元件

分離式元件(discrete device)是單一半導體元件,如二極體或電晶體。功率電晶體是一種重要的分離式元件類型,廣泛用於各種應用中來調節電壓,以降低功耗並減少熱量產生。例如,它們是電路中的重要組成,有助於延長可攜式電子裝置的電池壽命。新興的寬帶隙(wide-bandgap)功率元件(如,GaN和SiC),可在較高頻率下提供低功率和高功率應用,以因應消費性電子、以及電網、能源、運輸和汽車等領域中的更高功率應用。基於矽晶或寬帶隙材料的關鍵功率元件包括功率二極體、閘流體(thyristor)、功率金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)和絕緣閘雙極電晶體(IGBT)。這些類型的元件需要可靠、高生產力和具成本效益的設備來實現低成本製造。

光電與光子

光子積體電路(PIC),也稱為整合光學電路,與電子積體電路類似,但是,這些光電元件不僅使用電性訊號來傳輸資訊,而是同時使用電性訊號和光學(光)訊號。使用光學元件可實現更高頻寬和更快速的連接,並降低功耗。光學元件已成熟運用於電信產業,是為家庭提供網路連接的重要技術。資料中心應用的成長大大推升了對PIC的需求,因為它們可以實現更高效的系統架構,顯著降低功耗並提升效能。因此,光電系統的使用可望繼續成長,需要具成本效益、可靠的製造解決方案。


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