超臨界流體技術助力突破半導體製程良率瓶頸
2022-04-26
作者
蔡銘仁
超臨界流體既像氣體又像液體，高反應性、高滲透性、低表面張力等三大優勢，可有效消除缺陷，讓性能大幅提升...
寬能隙(WBG)半導體、Micro LED等新一代半導體技術，近年蔚為風潮，但礙於成本等因素，距離真正走向大量生產，仍有一段路要走。不過，現在創新的超臨界流體低溫缺陷鈍化技術，可修補晶圓材料內的斷鍵，以改善漏電及導通電流，有機會助攻半導體新技術突破良率瓶頸，眾多半導體廠現也都關注到這項技術。
超臨界流體低溫缺陷鈍化技術由奈盾科技(Naidun-tech)開發，為科技部推動「科研創業計畫」的研究之一，團隊主要由中山大學講座教授張鼎張組成，耗時近15年，搭上新半導體技術的發展趨勢，近年開始有成果。張鼎張表示，超臨界流體既像氣體又像液體，高反應性、高滲透性、低表面張力等三大優勢，可有效消除缺陷，讓性能大幅提升，比如，Micro LED側邊容易有很多缺陷，影響發光效率，缺陷消除就能讓效率提升。
一般要將氣體解離，才能跟元件做鈍化，傳統鈍化是透過高溫爐管，但除了動輒800度以上的高溫，有材料使用上的侷限，也沒辦法做到更深入的修復。奈盾的技術，扮演類似爐管的角色，運用高壓，可在200到300度的溫度，讓氣體產生激烈碰撞，使傳統方式下無法解離的氣體也能反應，把反應原子深入內層，就能將缺陷填補起來。
透過這樣的流程，讓不好的元件回到正常特性，漏電路徑也有很大的改善，滿足舊有製程無法滿足的需求，吸引半導體廠的注意，奈盾因而獲得友達及東京威力的天使投資。奈盾執行長陳紀文透露，半導體尺寸微縮的趨勢下，長完膜、蝕刻後，會可能有很多缺陷，舊有技術無法提供好的解決方案，我們的方案是很有潛力。
奈盾從處理2吋晶圓的設備開始，現在做到6吋、12吋的設備，完全自行開發，目前還是樣機階段，下一步才要走向開發量產型設備。陳紀文表示，設備從開發設計到量產，至少需要兩到三年，目前客戶會提供很多有缺陷的樣品，以我們的設備進行驗證，較有規模的半導體廠，都對這樣的技術有強烈需求，希望趕快有合適的樣機提供做測試，做出樣機並進行驗證，也是現階段最重要的工作。
科技部表示，科研創業計畫目標是協助學界具潛力之技術進行商業化，截至110年底為止已有148件個案出場成立新創公司，向國內外投資人成功募資金額合計已超過新臺幣67.9億元。台灣學界蘊藏許多具市場潛力之技術成果，可望成為產業解決現有問題之良藥，並帶動創造更多社會效益。
