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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:林冠宇、杜陳忠矽薄膜太陽電池鍍膜設備之電漿放射光譜分析儀監控簡介

本研究發展一種用於微晶矽薄膜之調控電漿技術，並運用此技術輔助薄膜的沉積，且突破微晶矽薄膜不易於高沉積速率成長的瓶頸；此技術主要具有電漿製程監控的裝置，係應用光學放射光譜儀（OES）偵測電漿的成分，並即時偵測影響微晶矽薄膜沉積製程的H2與SiH4被電漿解離之光譜比值，且由比例積分控制器（PI Controller）法則即時回授控制被電漿解離的活性物種Hα及SiH*電漿光譜比值，且在高的沉積速率下，仍可即時掌控最佳微晶矽薄膜沉積的品質，進而提高微晶矽薄膜製程於長時間大量生產的穩定性。

作者:黃建福、吳建良、楊宏仁、王友志、劉俊岑低壓化學氣相沉積技術

由於矽薄膜太陽電池使用純矽原料少，與面板業技術大致相通可進行大面積化的玻璃製程，且透光型太陽電池可應用於建築材料上而達到發電且美觀的目的，因此矽薄膜太陽電池技術在眾多太陽電池技術中格外受矚目，然而矽薄膜太陽電池目前仍有玻璃基板與透明導電膜成本過高的問題。本文除了介紹透明導電層在矽薄膜太陽電池上之應用外，並比較目前各技術開發的現況，也說明低壓化學沉積技術之發展現況。

作者:賴識翔、黃昆平、張志振、林育霆成長大面積石墨烯薄膜與多源電子迴旋共振化學氣相沉積設備

石墨烯的載子遷移率可達200000 cm2/V·s，是現今矽材料的百倍以上，因此吸引了很多科學家的注意。如何大面積成長石墨烯薄膜是未來應用於透明導電膜上重要課題之一。本文將說明大面積石墨烯薄膜發展近況，以及工研院機械所已成功發展出多源電子迴旋共振化學氣相沈積（MECR CVD）系統來製作少數層之石墨烯薄膜。我們的目標是以電漿方式直接成長370 mm × 470 mm的乾淨石墨烯，在文中將描述MECR CVD真空系統的電漿特性、電漿成分分析結果以及成長的石墨烯將藉由Raman光譜與X射線光電子能譜做特性分析。

作者:季宇文、黃昆平、張志振微波電漿火焰法成長石墨烯粉末

石墨烯（grapheme）有非常優異的材料特性，不論是高導電率或是強韌的機械性質都可以成為劃時代產品的主要原料。利用微波電漿火炬（Microwave Plasma Torch, MPT）在大氣環境下生產高品質之石墨烯粉，本方法目前產率達31 %，是目前乾式直接成長石墨烯粉產率最高者，所製得之石墨烯粉因表面無任何官能機殘留，經驗證不易再堆疊（restack）成石墨，可降低分散劑之使用量，並維持石墨烯表面荷電量。而現在最主要的應用則是作為儲能元件，若可以藉由MPT機台更一步的改良得到高品質與高產量之石墨烯粉，便可達到實現量產商品化的目標。

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。