臺大參與國科會建置APT 突破半導體元件解析侷限

次世代半導體元件持續性地演進，為提升元件積體密度必需將尺寸微縮化、材料異質化及結構立體化等，但也帶來材料分析技術的全新挑戰。

國科會推動「突破半導體物理極限與鏈結 AI 世代計畫」，規劃布局一種擁有高解析度、高偵測極限及三維度資訊的材料與元件分析技術，由國家實驗研究院台灣半導體研究中心（國研院半導體中心）、臺灣大學、清華大學及陽明交通大學共同建置「原子針尖斷層影像儀」（Atom Probe Tomography 以下簡稱 APT），希望藉此建立領域專家系統與研究服務平台，加速高階技術人才培育與半導體物理突破。

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。

這座設立在國研院半導體中心的APT系統，是臺灣第一個公開的產學研合作研究平台，在國家的發展上，不僅對於半導體產業有所助益，更可擴展至多種前瞻應用材料，包含金屬鋼鐵材料、光電材料、能源材料等方向。此外，國內所建置的 APT 與國研院半導體中心的研究資源整合，是世界上少數專攻半導體材料的 APT 研究平台，臺灣大學將其整合穿透式電子顯微鏡 TEM 分析，以 APTEM（APT+TEM）分析技術提供元件與材料完整的微觀分析案。

臺大材料科學與工程學系教授顏鴻威表示，半導體元件發展趨勢是微縮化、材料異質化、立體化，因此在檢視上形成困難，必須要能看的到材料的顯微結構，了解其變化，才有辦法驗證或進行控制，使用APT是兼顧多項優點的最好選擇，有很好的設備做研究及分析。未來建立起APT服務平台，進行整體半導體包含製程、性能量測、結構分析等整合性研究，能提升多方人才的培養；包含臺大等各大學，也會集合相關貴重儀器，針對前瞻和困難的案例來做突破。

APT 系統不僅是未來半導體所需的關鍵材料分析技術，更將拓展前瞻材料發展的創新思維，同時也能成為材料科學人才培育的重點，次世代專業人才得以永續經營。