奈米电子共同实验室使用者联盟.pdf

奈米電子共同實驗室使用者聯盟 雙月Newsletter 第一期 2002.12.10 電子報(2002/12) 目 錄 電子所奈米電子計劃簡介 3 技術專文-1 Lithography in ITRS 20017 技術專文-2 淺談相變化記憶體12 產業新聞21 產業評析－全球奈米半導體技術發展現況23 一 、全球奈米技術主要發展方向23 二 、尺度微縮的奈米技術24 三 、量產中的MRAM及OUM 24 四 、奈米顯示技術－CNT-FED 25 五 、其它前瞻技術 25 市場統計－新型記憶體25 一 、產品技術25 二 、市場預估26 三 、成功因素26 2002/12-2 奈微米共同聯盟實驗室 電子所奈米電子計劃簡介 電子所在過去30年研發數代積體電路元件 ，也成功地建立起台灣的IC產業 。隨著業界研 發設計能力的不斷提昇 ，電子所的角色業已改變，從領導元件、科技研究、及研發更先進的 台灣IC產業 ，切入到奈米的時代，各式各樣的IC元件技術變得更多樣複雜 ，同時，研發設計 的風氣和智慧財產的創造正在世界各個角落蓬勃展 。電子所自從1991年以來在八吋與四吋的 實驗環境中 ，積極投入研發，希望能研發可被大量生產的技術與產業效益的智慧財產。 為研發一個具體且可量產的技術 ，研發技術包含元件設計、測試鍵設計、製程研發、及 良率的確認等各層面 。研究的主題包括: -磁性記憶體元件及製程開發 -矽鍺光偵測器與高速IC之單晶片化技術 -160GHz 碳參雜矽鍺HBT與MOS光偵測器 -綠色電子元件(Green device ： SiC UMOSFET) -新穎元件開發 ：奈米碳管電子元件、單電子電晶體元件、鍺量子井LED (light emitting diode) 磁性記憶體 (MRAM) 本技術開發的主要目的在於建立磁性記憶體(MRAM)的關鍵製程技術 。磁性記憶體主要 是利用電子的自旋特性 ，並透過磁性結構中自由層的磁化方向不同來記錄訊號的”0”與”1” 。 本技術 開發涵蓋磁性單元的設計與製作 ，以及磁性單元與CMOS整合技術的開發 。 在本計劃中所選用的磁性單元是穿隧式接面(MTJ)結構 (如下圖所示) ，此結構具有較大 的訊號鑑別能力 ，並且與單元架構中的電晶體有較好的阻值匹配特性。提高阻值變化率(MR Ratio)與降低臨界磁場強度是磁性單元設計兩個較具指標性的參數 。在整合製程技術方面， 將以電子所已經開發出的0.18m 後段銅製程來搭配 。另外後段低溫絕緣層的開發也是發展的 重點之一 。 MTJ Stack 矽鍺光偵測器與高速IC之單晶片化技術 (Monolithical Integrated SiGe Photodetector and high- speed transistor): 本計畫採用SiGe多重量子井(MQW)集極結構之光電晶體 ，以提昇光接收效率，且此結構 易與高速SiGe異質接面雙載子電晶體(HBT)製程整合 ，此技術創新構想有：(1). Si/SiGe MQW 集極結構之光電晶體:光電晶體是結合光偵測器與電晶體放大特性的一種元件 ，一般矽光電晶 體是以矽為集極 ，只能吸收0.8um波長左右的光 ，藉著導入較小能帶的SiGe結構 ，能將吸收 光譜延伸至1.31um波長 ，且利用光電晶體放大光電流特性 ，以改善矽鍺光吸收效率不佳的情 2002/12-3