電子報
2023年12期 次世代化合物半導體
趨勢情報
國科會訊息
來源：國科會工程處公告事項
國科會預期透過此「次世代化合物半導體前瞻研發專案計畫」的執行，可讓國內半導體不僅持續具備競爭力並可以擴大6-吋或8-吋廠的運用，擴展次世代化合物半導體領域。預期的效益包含：(1)擴大國內學界自主研發寬能隙半導體技術，為我國產業在先進寬能隙元件技術取得先機；(2)引導國內學界與產業共同投入寬能隙材料和元件研究，培育基礎材料、元件和系統應用人才，為我國產業在下世代寬能隙半導體奠定基礎；(3)於寬能隙材料和元件發展中，結合矽基元件技術和產業，持續開發自主領先技術。
半導體與材料的原子級電腦斷層分析 國科會建置原子針尖斷層影像儀 突破半導體元件解析侷限
來源：國科會新聞資料
此次建置的原子針尖斷層影像儀(APT)是一種極致前瞻的(state-of-art)材料分析技術，能夠解析材料或元件微觀區域的三維原子分佈，其空間解析度可達原子級，而其成分濃度偵測極限可達近20 ppm，APT已經被應用在材料、元件、地質、生物等物質的微觀分析。由於APT獨特地整合了優異的空間解析度與成份偵測極限，使它成為次世代半導體元件研發之關鍵技術。此次APT建置代表台灣在半導體中材料分析技術上的一個躍進，也象徵在半導體元件持續的演進的同時，台灣能有相對應的技術來進行材料分析。
臺美「先進半導體晶片設計製作合作計畫」審查結果揭曉 6件前瞻半導體研究計畫獲補助
來源：國科會新聞資料
ACED Fab Program為臺美首次於半導體領域之尖端技術學術合作計畫，本次所補助之6件計畫，基於我方晶片半導體製程的優勢，結合美方在架構與軟體端的強項，預期在人工智慧、感知晶片、以及通訊系統上，帶來突破性的進展。國科會主委吳政忠表示，半導體技術已為先進國家視為重要資產，臺灣晶圓製造實力領先全球，美國則在IC設計位居世界領導，雙方共同合作有助相互學習並深化在國際優勢地位；5月舉辦之首屆臺美科技合作策略對談(Science and Technology Cooperation Dialogue, STC-D)，半導體亦為重要討論議題，雙方官員共識未來臺美應於半導體領域持續擴大及深化合作。
研究報告
隨「次世代化合物半導體前瞻研發專案」赴日本考察化合物半導體技術暨產業發展
來源：公務出國報告資訊網
本次參訪由國內化合物半導體相關領域之9位教授/專家及國科會工程處黃士育副研究員所組成，由國科會「次世代化合物半導體前瞻研發專案計畫」召集人徐碩鴻教授率隊，並召集6位整合型計畫總主持人、專案執行長及規劃委員共同參與。本次參訪日本7間化合物半導體頂尖機構與大學，包含東京－ NTT Advanced Technology Corporation、東京－ DISCO Corporation、名古屋－名古屋大學、名古屋－AIST Chubu and AIST GaN-OIL、京都－羅姆半導體集團- ROHM Semiconductor、京都－京瓷株式会社及大阪－大阪大學。 本次參訪與上述大學與單位之化合物半導體研發及策略規劃管理階層相關人員會面，亦參訪上述機構之頂尖實驗室，探討下列主題：(1)與機構負責人交流，了解化合物半導體領域現在及未來發展趨勢；(2)瞭解日本政府對化合物半導體推動政策及具體作法；(3)瞭解日本學界推動產學合作之模式與作法；(4)瞭解各校及業界前瞻之研究構想與進展、研究目標及經費規劃；(5)討論在化合物半導體領域，台日之間的合作機制及互動模式，以及國科會、學界等所扮演之角色，以作為專案計畫未來先進實驗室及設備規劃之參考。
國際訊息
來源：IMEC新聞稿
世界領先的奈米電子和數位技術研究與創新中心IMEC推出了可免費存取的 imec.netzero虛擬工廠版本。該工具提供了IC製造對環境影響的量化視圖，為學者、政策制定者和設計人員提供了寶貴的見解。透過發布此免費網路應用程序，IMEC旨在支援半導體供應鏈以外的行業減少對環境的影響。
焦點論壇
FUTEX FORUM未來科技館開幕暨半導體創新應用論壇
隨AI技術與應用不斷演進正掀起晶片設計的重大變革，而未來各應用領域將發展專用化晶片，更是不容忽視的重大發展契機。
未來科技獎2023半導體技術
本技術「有限譜寬規格單模半導體雷射光源建構相位鍵移協定雷射二極體量子密鑰分發通訊收發機」首度在分波多工式光通訊網路波段，以全自製一般窄線寬規格半導體雷射單光子量子源，配合差分相位鍵移技術與高精度穩定自迴授延遲光纖干涉儀，即實現技術層次具難度的光量子密鑰分發系統是光量子領域為工程應用層面重大技術突破。
本技術利用半導體CMOS製程常用的低成本光學微影技術，成功在8吋玻璃基板製造出332顆直徑8毫米、每顆包含7000萬組奈米結構的高效率近紅外光與可見光的超穎透鏡，達到接近繞射極限的轉換效率，實現光學微影技術批量製造超穎表面與超穎透鏡，並使微型CMOS感測器中光學和電子元件的集成成為可能。
此近紅外光發光二極體幫浦雷射目前可輸出雷射峰值功率達數百萬瓦等級(Q-switch mode)，因此，在國科會科創計畫拔尖案的支持下，已經可以朝以下應用推廣：醫療與美容用、雷射材料切割、金屬表面處理、國防尋標及無人機反制、雷射光聲影像、半導體製程輔助、PC板電路修補等等。
團隊目前發展的成果為真正國產技術，以1.8埃解析度解析電晶體內原子結構、介面粗糙度、元素與應力分佈為全球僅見。此技術曾完成過台積電的委託案件測試，產業應用性明確。而原子級影像收集的自動化與三維重組搭配圖形處理器(GPU)計算更將需要一個月才能完成的案件加快至僅需一天內即可完成，達到不僅是可行且可量化的產業應用可能。
本技術利用矽光子光積體化技術實現一微型化光纖陀螺儀驅動模組，並展示戰術級單軸陀螺儀特性，受到國內外媒體與相關產官學界的注目。計畫團隊更進一步結合分波多工技術來實現三軸矽光子陀螺儀單晶化的目標，已獲證中華民國與美國專利，預期可應用於太空(立方)衛星、無人機、水下載具、國防工業、機器人、自動駕駛車等領域。
本亮點技術為和聯華電子合作成果，特色如下：第一，全世界第一套以電腦視覺準確地預測光刻製程對晶圓線路所產生的失真，速度超越現有商業軟體約2~3個數量級；第二，本技術可修正佈局圖光罩樣型，補償光刻製程產生之失真；第三，本模型可篩選出新穎而無法準確估測的電路佈局圖樣，進而精進模型。此技術由於大幅超前目前EDA設計工具，可望造成半導體製程EDA之典範轉移。部分成果已發表於IEEE T-CAD，並獲得全國最大的VLSI Design/CAD 2020 研討會最佳論文獎。
國科會工程處專題|產學合作研究計畫
本計畫與「佳美先進化學股份有限公司」合作，針對合作企業的主力產品光阻剝離劑(BST-4750)，在移除光阻過程對錫銀合金鍍層的腐蝕破壞進行研究，並進一步開發符合綠色環保概念之腐蝕抑制劑配方，解決錫銀合金遭受強鹼試劑腐蝕的問題。研究方法藉由電化學法分析錫銀鍍層的腐蝕動力學，以電子顯微鏡觀察錫銀鍍層的腐蝕結構變化，以X射線光電子能譜解析腐蝕抑制劑分子與錫銀鍍層表面的鍵結反應。研究結果顯示，抑制劑分子可在錫銀鍍層表面形成有效的腐蝕保護層，成功抑制錫銀合金在光阻剝離劑中的腐蝕破壞，提升合作企業主力產品的價值。
研究結果顯示HIPIMS峰值電流增加可以提高瞬間放電功率，因而可有效提升銅薄膜之結晶性與薄膜品質；此外，藉由沉積時間可以控制所得薄膜厚度。為此，本研究HIPIMS-Cu薄膜之最佳參數為峰值電流80 A及沉積時間10 min，其所得薄膜之厚度為200 nm、薄膜電阻為0.25 /sq.，且於X band之平均電磁波遮蔽效率可達-60 dB。此外，導入塗佈醇酸樹脂作為保護膜之設計，亦可使HIPIMS-Cu軟性 EMI遮蔽膜成功通過三次耐焊試驗，加上其特性均優於目前市售產品，故驗證HIPIMS-Cu薄膜具有應用於軟性電磁波遮蔽膜之高度潛力。
本計畫結合3M公司相關化學品開發的能力與研究團隊開發之超臨界流體處理技術，將此新穎技術導入半導體電子元件製造，透過不同型態的化學反應溶劑執行電子元件晶圓清洗及選擇性蝕刻製程，提升元件性能與可靠度，釐清相關元件物理機制及化學品於高壓狀態的反應機制，共同開發新式超臨界流體技術與相關化學品，布局關鍵專利並建立技術know how。
編輯出版：國家科學及技術委員會補助｜工程科技推展中心
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