『爱集微』从材料领域“将军”三星!台积电“3nm”团队曝光( 二 )


【『爱集微』从材料领域“将军”三星!台积电“3nm”团队曝光】这个意外的发现 , 让实验团队开始把重心放在铜的生产上 , 希望找出生产大面积单晶铜的方法 。 “我们那时找了很多不同的铜 , 有溅镀的、有热蒸镀的、也有电子束蒸镀的 。 ”回忆当时 , 李连忠直言是个大工程 , 从台大、清大、交大找到欧洲镀铜厂 , 只为找出最佳生产参数 。
陈则安描述当时 , 每天就是“实验+讨论”的循环 , “早上做完一个实验 , 下午李处长就会问现在怎么样?如果有新进展 , 要有什麽样的新应对 。 ”直到2018年底逐渐完成单晶铜生产 。 而在单晶铜生产无虞后 , 陈则安提到理论解释成了另一个难题 , “因为实验结果 , 与当时文献上的成长行为 , 有很大的不同 。 ”
突破瓶颈的关键 , 是台积电技术研究处技术副理褚志彪 , 他解释 , “随着实验参数的最佳化 , 我们了解在较低温的范围 , 氮化硼也能在铜(111)基板上单晶成长 。 ”靠着大量的实验与讨论 , 终于让实验结果有了理论支持 。
若说这份研究有什么最引人注意的数据 , 莫过于“电子移动速度”的改善 。
一般来说 , 电子移动速度愈快 , 代表电晶体性能愈好 。 李连忠透露 , 在初期的实验上 , 电子移动速度有两倍以上的提升 , “但我们(台积电)有兴趣的是100倍(的速度提升) , 希望速度愈快愈好 。 ”
研究最大亮点 , 电子移动速度提升2倍
张文豪进一步解释 , 电子移动速度提升有其难度 。 电晶体愈做愈小 , “电子很难穿过几纳米的通道 。 ”如何通过有效的绝缘材料 , 确保电子移动中 , 不受上下层材料的干扰 , 相当重要 。
这是台积电首次以产学合作登上《自然》期刊的研究 , 业界与学术单位都相当关注 。 李连忠指出 , 这项技术仍须持续发展 , “我们目前是生产在两英寸(直径的)晶圆上 , 台积电要用工程方法 , 放大到12英寸晶圆上 。 ”
张文豪也提到 , 要如何将大面积的氮化硼完整取下 , 也是团队接下来要费心的地方 。 “全台湾 , 从来没有过因为产学合作 , 登上《自然》 。 ”张文豪说得淡然 , 却也点出这项研究的可贵 。
褚志彪说 , “整个研究的过程就像登山 , 克服了重重的困难 , 只为在山头一瞥日出的美景 。 ”虽然市场近年总是不断唱衰摩尔定律失效 , 但台积电对基础研究的重视 , 让台积电在一次次的技术革新中 , 延续摩尔定律前行 。
(校对/Jurnan)


推荐阅读