TI利用創新材料降低晶片漏電 實現45奈米及更高階精密製程

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高介電係數材料 在不影響其他重要參數前提下將漏電減至最少
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(台北訊，2007年6月21日)　德州儀器 (TI) 宣佈將把高介電係數 (high-k) 材料整合到TI最先進和高效能的45奈米晶片電晶體製程。隨著電晶體體積不斷縮小，半導體元件的漏電問題日益嚴重，業界多年來一直研究如何利用高介電係數材料解決這個難題。相較於目前使用廣泛的二氧化矽 (SiO2) 閘極介電材料，TI將透過新材料把單位面積的漏電降低30倍以上。TI的高介電係數材料還提供相容性、可靠性和擴展性等優點，協助TI利用45和32奈米製程繼續提供高產量、高效能和低耗電的半導體解決方案。
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  M0 [* i$ q2 i: C/ NTI在先進鉿材料的研發時間已超過10年，相信高介電材料能解決數位CMOS元件持續微縮和轉移到更精密製程時所遇到的各種技術問題。TI將把高介電材料應用於45奈米製程，進而實現高效能、低耗電和低成本產品的客戶承諾。
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TI的45奈米製程
# S6 f, B+ T+ K7 OTI於2006年6月公佈45奈米製程細節，該製程透過193奈米浸潤式微影 (immersion lithography) 技術將每片晶圓的產出加倍。TI還將透過多項技術把系統單晶片處理器的效能提高三成，耗電量則減少四成。TI預計在2007年供應45奈米無線元件的樣品晶片，並於2008年中量產。TI隨後還會將高介電係數材料導入45奈米製程，以便生產最高效能的產品。

" b+ C: P6 \6 t9 U+ c目前已有數種45奈米製程得以滿足客戶獨特的產品需求，TI同時提供多種製程以便發展最具彈性和最佳化的設計。其中包含的低耗電製程，不僅能延長可攜式產品電池壽命，更可為高整合系統單晶片設計的先進多媒體功能提供所需效能。中階製程則支援通訊基礎設施產品的TI DSP和高效能ASIC元件庫。還有最高效能的45奈米製程，不僅提供微處理器等級效能，而且將是最先整合高介電係數材料的製程。
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; M- P. `+ `; f! N& IHfSiON技術概要
TI利用化學氣相沉積製程 (CVD) 來沉積矽酸鉿氧化合物 (HfSiO)，接著再與下游氮電漿 (downstream nitrogen plasma) 反應形成氮氧矽鉿化合物 (HfSiON)。雖然業界已知鉿介電材料能減少半導體元件的漏電現象，但其應用卻面臨許多技術障礙。這些問題包括與標準CMOS製程的電氣相容度，以及如何在載子遷移率 (carrier mobility) 和臨界電壓穩定性等方面達到現有SiO2閘極介電材料的水準。儘管如此，TI仍能透過氮化物化學氣相沉積技術 (nitrided CVD) 解決漏電問題，同時讓多個重要參數如SiO2閘極介電材料一樣達到客戶期望，完全不受新製程技術的影響。相較以SiO2為基礎的其他材料，TI做法可大幅減少半導體元件的漏電現象。
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* p: V( `* A4 k4 bCVD HfSiON薄膜氮化還可讓製程具備良好的擴展性，滿足從45到32奈米的效能、耗電和閘極長度要求。TI透過模組化方式把HfSiON材料導入典型CMOS閘極層疊製程，結果證明整合HfSiON後的遷移率可達到矽氧化物典型遷移率曲線的90%，有效氧化物厚度小於1奈米，而且不會影響CMOS製程的可靠性或大幅增加成本。HfSiON還能精準調整薄膜的組成物，同時提供準確控制能力和高產出，因此特別適合量產應用。
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TI研究領域包括HfSiON閘極介電薄膜的組成物、製程最佳化與特性分析。另外，TI在相關領域的發展策略也與其45奈米金屬閘極製程策略一致。

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新成立的創新中心將延續 Jack Kilby 的研發成就

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/ j5 h$ {. R, y! J0 c# ^- i（台北訊，2008 年 9 月 12 日）德州儀器 (TI) 今日宣佈成立 Kilby 實驗室 (Kilby Labs)，以致力研發突破性半導體技術的創新知識。這個新的實驗室於積體電路問世 50 週年當天成立，並將延續Jack Kilby 發明晶片改變人類生活方式的精神與成就。
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Kilby Labs 將座落於 TI 的達拉斯北分區，設立這個實驗室的構想來自早期的TI實驗室。也就是當年Kilby 設計出首顆晶片，並從此開啟通往 3G 手機、可攜式超音波設備與汽車防鎖死煞車器系統等科技的起源地。這個新成立的單位將集結大學院校研究人員與頂尖的 TI 工程師，共同探索半導體技術改變人類生活的可能性。無論是研發新的技術讓行動醫療保健更具體、運用新的能源、或開發更節能的車輛，Kilby Labs 的研究人員都將專注於研發影響深遠的先進晶片。
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9 q1 y# \3 x% A8 S0 P; e在 TI 北分區半導體大樓的慶祝落成儀式中，TI 總裁暨執行長 Rich Templeton 表示， TI相信，對人類生活產生重大影響的技術，便是TI努力開發的目標。讓世界更健康、安全、環保且充滿娛樂的信念驅使TI投入晶片創新，也是促使TI工作人員每天工作的動力。而同樣也是這股動力，激發 Jack Kilby 發明第一顆 IC，並透過他的理念和發明改變這個世界。
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TI 資深副總裁暨專案執行負責人 Gregg Lowe 表示，TI期許 Kilby Labs 能結合 TI晶片技術開發的經驗與對於戶需求的瞭解，以及新一代創新開發人員的夢想。技術源自於夢想，TI希望能建立更好的環境，讓人們能夠想像並構築更美好的世界。TI認為，紀念 Jack Kilby 成就最好的方式，就是讓大家有機會以Kilby的成果為基礎，利用新技術讓微小的晶片大幅改善人類的生活。
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6 y& U8 i5 @1 K' F) m& G此外，TI任命 Ajith Amerasekera 擔任 Kilby Labs 總監，Ajith Amerasekera 是 TI 的傑出科學家，於 1991 年加入TI，擁有電機工程與物理博士學位，並曾擔任 TI 特定應用IC部門技術長，擁有 28 項專利，著有4本半導體書籍，並於國際技術社群中享有相當聲譽。

6 c" O- F' ^8 m3 u除了新成立的 Kilby Labs 之外，TI 也以各種活動紀念Jack Kilby的生平與事蹟，並呈現他對工程世界的獨特願景，以及透過攝影展現他的無限創意：

·Meadows 博物館 (於達拉斯Southern Methodist大學)：Jack Kilby：天才慧眼 – 微晶片發明家攝影展，將展出至 9 月 21 日。此次展出的內容包括 Kilby 的攝影作品、記載積體電路草圖與概念的早期筆記本、獲頒的諾貝爾物理獎、全球第一顆微晶片，以及第一個手持計算機。

·達拉斯自然科學博物館：小型微晶片展覽將展出至 10 月 19 日，展出的內容包括與現今外型不同的 TI 珍藏品，並有影片放映。
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; I, Q7 V; G  m2 ^# r2 ~+ d·德州儀器總部：原址重建 Kilby 當年工作與發明第一顆 IC 的早期實驗室。此重建的實驗室將激勵日後的發明家，並展現科學、高科技與創意結合而產生的龐大力量。

·堪薩斯州Great Bend：TI 將捐贈Jack Kilby 雕像至其故鄉堪薩斯州Great Bend。
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有關Jack Kilby 發明積體電路 50 週年的詳細資訊，請造訪 www.ti.com/tichip。