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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:葉羿辰透明導電膜製程設備之整合電控技術

由於LPCVD沉積的ZnO透明導電薄膜成倒金字塔狀，其形成的薄膜表面，不利後續元件製程的製作（影響界面覆蓋性與緻密度），如矽薄膜太陽電池高轉換效率的製作。因此乃於原LPCVD製程腔體旁建立（加裝/新增）一個具有離子電漿源的Loadlock腔體，除了可增加產能（Throughput）外，並可於接近大氣壓力（Atmospheric-pressure）即常壓下進行電漿表面改質（Plasma for Surface Modification）處理，希望能將LPCVD所沉積出來的ZnO薄膜，再次施以電漿作ZnO薄膜鈍化（Passivation）處理，使其表面較為圓滑平緩而利於元件的品質，故本文技術乃將兩個製程設備之整合電控技術作簡單介紹。

作者:梁沐旺、林士欽、江源遠低壓化學氣相沉積應用技術

本文主要是介紹低壓化學氣相沉積設備與高鍍率製程技術，乃藉由氣體擴散裝置（showerhead）及前驅物氣化裝置，經製程參數的設定調整，如調控壓力、基板溫度、基板與噴灑曝氣板（showerhead）距離設定、前驅物DEZn /H2O /B2H6、鍍膜時間…等，驗證使BZO透明導電膜鍍率達120 nm/min以上時，薄膜其霧度約20 %（波長550 nm），片電阻值＜10歐姆/sq，透明度80 %以上（波長400－800 nm），膜厚不均勻性小於10 %。

作者:崔燕勇、葉保杰一噴灑頭式MOCVD反應器之流場及GaN薄膜成長模擬分析

本研究利用計算流體力學的方式分析探討一新型垂直噴灑式MOCVD反應器之熱流場及GaN薄膜成長效能，此參考模型係經濟部矽基氮化鎵LED科專計畫與工研院共同開發的噴灑頭式反應器，反應器成分氣體之擴散可藉由數值方法對各輸送方程式求解。首先針對噴灑頭內不同氣體通過之多個同心圓管道流量分布的均勻性做探討，其次利用氣相反應及表面反應的化學動力模式對GaN在晶圓表面的沉積速率做預測，透過改變反應腔體內的壓力及承載盤的轉速，探討這些參數對薄膜成長的影響，並從所觀察到的腔內流場對所得的結果做出說明。

作者:林義鈞、黃智勇、陳冠州、王慶鈞磊晶製程參數優化系統技術

工研院研發的磊晶製程參數優化系統（epitaxy optimum coupling system, EOCS）是屬原創性極高之製造數位化技術，不同於傳統人為操作參數的決策。本系統是將製程參數實驗資料及模擬分析之優化結果導入巨量資料庫，可以快速（2小時）找出最佳化的參數，比以往需1週調控的時間大幅縮減，相較其他的競爭者，使用磊晶製程參數優化系統預期可增加產能，而且能獲得準確度92%以上的鍍膜速率與均勻性預測。且具有新產品快速彈性研發優勢，主要是可縮短了產品上市時間（time to market），並減少研發成本，更有利於開發下世代大尺寸GaN/Si光電和深紫外光LED新元件，同時可望填補全球LED前段磊晶設備產業關鍵模組的供應鏈缺口。

作者:張雯琪光電半導體創新應用與台灣磊晶設備發展

受惠於5G光通訊、光達（LiDAR）、AR/VR、3D量感測等創新應用，垂直共振腔面射雷射（VCSEL）元件需求大增。根據Yole研調，VCSEL市場將以18.3％的複合年增長率從2020年的11億美元增長到2025年的27億美元，元件需求快速成長，同時帶動製程設備市場。其中磊晶屬於前段製程，進行薄膜沉積，技術門檻高，且薄膜品質會影響後續製程成敗，因此是VCSEL生產過程中非常關鍵的技術。2021年More than Moore元件的磊晶設備市場預期達到約15億美元的規模，並將在2025年成長到超過60億美元。然而目前全球設備幾乎被國外大廠壟斷，因此本文將檢視光電半導體的創新應用與磊晶設備市場，並分析領導設備商的關鍵模組技術，針對台灣目前的研發能量，提出未來發展方向。

作者:黃智勇、林義鈞、王慶鈞CVD磊晶物理模型系統分析技術

CyberEpi軟體是一套使用CVD磊晶物理模型分析的系統，CyberEpi軟體套件包括五個主要模組：SimEpi，FlowEpi，OptiEpi，LibEpi和OptiEpi Plus。使用者可以快速驗證磊晶流場與化學反應（SimEpi）耦合模擬效果，並透過創新的流場可視化平台（FlowEpi）和製程參數最佳化（OptiEpi）的精確模型校準。CyberEpi可以作為MOCVD的數位雙向系統，它包括高級專業人員產生的製程累積資料庫（LibEpi）。開發友善資料庫介面數系統，可為那些缺乏基礎多重物理學複雜知識的人們提供了便利。此軟體另一強大的功能是可提供關鍵設備設計參數（OptiEpi Plus），如噴灑頭幾何形狀設計，以獲得更高的產量，或指引下一代新設備的開發，以增強製程能力。

作者:陳冠州、黃智勇、王慶鈞、李昌駿、劉彥禹、張詠瑄晶圓翹曲之應力分析技術

矽晶圓在加工的過程中，會因為各層材料之間機械性質的不匹配，而產生撓曲的現象。其中，氮化矽薄膜在半導體產業中有許多重要應用，其薄膜在製造時，受到製程溫度與壓力參數等的影響，造成晶圓翹曲的發生，將對於要求高平坦度的後續製程產生不良影響，因此，本研究欲透過模擬預測該薄膜晶圓翹曲量及內應力。根據有限元素模擬結果和實驗量測數據，氮化矽薄膜翹曲後產生的內應力，在兩者之間僅有4.2%的誤差。故藉由本研究之模擬方法，即可快速預測出實際加工之前氮化矽薄膜的本質應力、薄膜成長後的內應力與翹曲量。

作者:黃智勇、林義鈞、陳冠州、張森嘉、陳德銘、張語軒MOCVD磊晶製程參數系統優化技術

工研院研發的可視化磊晶製程參數優化系統（CyberEpi）是屬原創性極高之製造數位化技術，不同於傳統人為設定操作參數的決策。CyberEpi軟體套件包括五個主要模組：SimEpi，FlowEpi，OptiEpi，LibEpi和OptiEpi Plus等，使用者可快速驗證磊晶的流場與化學反應（SimEpi）耦合模擬結果，透過創新的流場可視化平台（FlowEpi）和製程參數最佳化（OptiEpi）之精確模型校準。為了突破多重物理耦合模型的分析模擬極限，以提昇本系統的準確度，乃進一步導入AI品質手法「AI-enhanced Simulator」，以應用於MOCVD薄膜製程之特性研究。

作者:季宇文、胡恩蘭、黃昆平大面積石墨烯電極成長技術

機械所石墨烯團隊致力於開發高品質石墨烯的儲能電極，透過開發大面積電漿輔助化學氣相沉積（PECVD）設備成長: 使用 915 MHz 微波電漿火炬機台（915 MHz Microwave Plasma Torch, 915MHz MPT），可有效成長出面積達15 cm X 15 cm 的石墨烯電極，其品質優異（2D/G >0.85）且均勻性可達95% 以上。915MHz MPT 具有高密度電漿、成長快速及系統穩定等優點，適合用來成長石墨烯儲能電殛，本團隊將石墨烯電極應用到有機相的超級電容上，經測試其工作電壓最高可達4.2V，明顯優於商用活性碳2.8V 之系統。