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歷史雜誌

依專輯名稱關鍵字搜尋或依年份搜尋，年份輸入範例202406

作者:黃昆平、吳采亮、黃冠中半導體多片晶圓微波退火技術開發

半導體晶圓微波退火最大特色就是可較低溫完成退火目的[1-3]，這低熱預算(thermal budge)的退火製程對半導體製造是一大優勢。半導體在前段、後段或封裝製造製程裡，對摻質活化、缺陷修補或高分子固化等需作加熱退火改質。然而半導體製程隨著摩爾定律的演進，為避免摻質擴散或對材料結構的破壞，退火可容許的溫度較過去越來越低。半導體材料的成分鍵結可對微波能量直接吸收，進而產生振動或轉動達到低溫的退火目的。微波波長長穿透性高，很適合進行多片晶圓同時退火處理的開發，以達到提升產能的功效。

作者:黃昆平、張志振、胡竹生、趙天生、李耀仁半導體微波退火設備開發

若對材料施以正確的電磁波頻率，可對材料於較低溫度完成退火，達到節能減碳的目的。在工業上對微波頻段的電磁波吸收良好材料，若對工件施以微波加熱或退火，可於較低溫及較短時間就達到加熱或退火目的，同時達到節能及省時的功效。本文將介紹低頻微波（2.45 GHz）加熱技術於半導體摻質活化之應用，以低溫微波退火避免摻雜質擴散，以符合未來半導體5 nm以下之前段製程需求。

作者:沈威志、郭靜男、鄭中緯飛秒雷射之透明材料內部改質應用

所謂超快雷射是指其脈衝寬度達到皮秒甚至飛秒的等級，一般當雷射功率密度大於1013 W/cm2，此時材料對能量吸收與雷射脈衝功率密度的n次方呈非線性關係（n=1、2、3…分別表示單光子、雙光子、三光子吸收）。本文首先介紹超快雷射非線性吸收現象，並透過電子晶格雙溫模型解釋分析在飛秒尺度下，超快雷射於透明介電材料內部之雷射退火改質特性，文章後段則主要介紹南分院雷射中心，發展飛秒雷射透明材料內部改質製程技術，並將其與台灣光電產業應用做結合，包含：Stealth Dicing、生醫材料內部3D結構製作、內部光柵、LCD亮點修補…等，以提高台灣產業的製程技術與競爭力。

作者:張存續、趙賢文微波產業應用與其節能減碳優勢

本文探討不同功率微波於各產業中的應用與其節能減碳優勢。低功率微波廣泛用於無線通訊、材料量測與電子產品中，具有低能耗、非接觸式偵測與快速響應等特性；而高功率微波則應用於軍事雷達、核融合等電漿加熱、微波乾燥與微波工業應用等領域，展現出高效率、快速與選擇性加熱的優勢。特別在微波化學、碳纖維製程、半導體退火與生質材料乾燥方面，微波技術能以較低溫度與較短時間完成處理，大幅降低能源消耗與碳排放。雖然微波在加熱均勻度與製程重複性方面仍具挑戰，但藉由電磁模擬與精準控制，未來其應用潛力將更加擴大。本計畫強調微波技術於永續製程與綠色產業轉型中的關鍵角色，為低碳工業發展提供具體解方。

作者:邱凡芸、黃昆平MRAM MTJ結構之微波退火優勢

磁阻式隨機存取記憶體(Magnetic Random Access Memory, MRAM)是一種在磁疇中儲存數據的非揮發性記憶體技術，具有存取速度快、節能、元件的耐用性高和讀取的穩定性佳等特點。MRAM 的基本構造是磁穿隧接面 (Magnetic Tunneling Junction, MTJ)，由兩層鐵磁層中夾一層絕緣層，主要依靠鐵磁層的磁矩方向來儲存二進位資訊，其可透過操縱其中一層的磁化強度，可以藉由微小電流或磁光效應量測MTJ電阻值來讀取資料。傳統MRAM製程需要在外加磁場下進行退火來形成或加大垂直磁各向異性，通常的磁退火溫度範圍在250~400°C，外加磁場強度為0.3~0.9 Tesla，且為避免磁性材料氧化，所以退火時需要在約1×10-6 torr超高真空的環境中進行4小時。本文透過微波退火的方式，建立一免外加磁場、低溫、常壓並短時間即可達成傳統微波退火之功效。