2012 VLSI國際研討會邀請到FinFET的發明人-胡正明博士,向大家介紹最新的鰭式場效記憶體(FinFET)發展現況跟未來遠景。FinFET是一種新的互補式金氧半導體(CMOS)電晶體,閘長已可小於25奈米,未來預期可以進一步縮小至9奈米,約是人類頭髮寬度的1萬分之1,由於此一半導體技術上的突破,未來超級電腦甚至可以設計成只有指甲般大小。
過去電子產業沿用了40年的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET),藉由巧妙的工程技術,一次又一次地將它縮小,但一次也沒有改變其基本結構。胡正明說,想找解方,必須先明白痛苦根源與症狀。延續了40年,為了同時滿足功能要高及功耗要低的進步需求,幾乎只能重新思考,新的晶體的結構。
1996年,胡正明博士想出鰭式場效記憶體(FinFET)及超薄體SOI(UTB-SOI),以兩種嶄新的結構概念,解決技術難題,並持續微縮之路。
1999年,胡正明提出FinFET 可以具體實踐在18奈米 及 45奈米的研究報告,並同時展示10奈米 FinFET的模擬結果。沒過多久,半導體製造業者也推出三閘門的FinFET,並提出10奈米及5奈米的可行性論文報告,這等於正式宣告,往個位數奈米的 FinFET元件之路,充滿希望。
圖說:胡正明博士在2012 VLSI國際研討會專題演講同一天,以「滿懷感謝、謙卑與些許自豪」的心情,接受交通大學頒授「名譽博士學位」。交大校長吳妍華親自頒授證書,並進行撥穗儀式。
演講中,胡正明介紹了厚度僅3奈米的矽晶圓上的UTB-SOI。他指出,產業能夠成功由MOSFET演進並成功量產超薄FinFET及新的UTB-SOI,幕後功臣之一為SOI晶圓的供應商,Soitec公司。
2008年起,Soitec開始在亞洲生產SOI晶圓,該公司將製造基地設於新加坡,其12吋晶圓的年產能為一百萬片。胡正明博士指出,Soitec於2009年開發出又薄又均勻的SOI晶圓,滿足了薄的需求外,同時,在均勻性方面,也達到正負0.5奈米以內的要求。這使得IC產業得以將FinFET及UTB-SOI成功實踐在新的電晶體上。
如今,英特爾(Intel)正從22奈米的FinFET下手,而晶圓廠則從14奈米FinFET起步。另外,意法半導體(ST Microelectronics)看好UTB-SOI的後續發展,將以28奈米開始生產UTB-SOI。胡正明強調,低於10奈米CMOS的 FinFET 及UTB-SOI,確實具有可行性,值得期待。