奈米元件技術專題

發光二極體在照明應用上的考量 [ 下載 PDF ]

董雨隴, 田仲豪

自從 1906 年第一顆發光二極體 (LED) 被發明出來，經過了 90 年的發展，直到日本的日亞化學 (Nichia) 在 1996 年發表高亮度的藍光和白光 LED 技術，LED 才被視為具有潛力成為新一代的照明光源。然而 LED 光源具有較窄的發光頻譜，和過去傳統白熾光源 (incandescent)、螢光燈(fluorescent) 的光譜能量分布相比，在許多特性上有很大的差異。因而本文的重點主要探討 LED 做為一般照明光源使用時所擁有的優點與問題，此外，也簡單地介紹一些現有的室內照明注意事項。

氧化銦錫奈米柱應用於砷化鎵太陽能電池 [ 下載 PDF ]

張家華, 徐敏翔, 楊勁生, 蔡閔安, 余沛慈, 邱清華, 郭浩中

本文將敘述近年來廣受探討的奈米結構抗反射層及其在太陽能電池上的應用。氧化銦錫乃是目前市場上具有高穿透率及高導電率的透明電極之主要材料，利用斜向電子槍蒸鍍法，可於多種基板上製作出氧化銦錫奈米柱狀結構，其具有低成本、快速的優點，同時可大面積的生產。在砷化鎵太陽能電池的應用上，可提升 23% 的轉換效率。

新穎溶膠－凝膠法應用於非揮發性奈米微晶粒記憶體元件 [ 下載 PDF ]

蔡依蓁, 吳其昌, 劉品麟, 柯富祥

本文所探討的內容係以經由溶膠－凝膠法配製的化學溶液，研究成長奈米微晶粒的機制。我們以四氯化鋯、四氯化鉿及四氯化矽為溶膠－凝膠溶液之前驅物，旋轉塗佈於晶圓上形成薄膜，經高溫退火後形成含有鋯及鉿之金屬矽氧化物。在本實驗中溫度效應及溶劑效應是影響奈米微晶粒形成的關鍵因素。此外，我們利用溶膠－凝膠法形成之奈米微晶粒材料運用於快閃式記憶體元件中作為記憶體元件之電荷捕陷層，並探討其電性表現。

新型微拉伸測試儀之開發及其於薄膜材料機械性質量測之應用 [ 下載 PDF ]

劉源棟, 張佐吉, 方維倫

對於設計與應用微機電元件，薄膜材料的機械性質是相當重要的依據，其中拉伸測試可以透過簡單的力學行為萃取薄膜材料的機械性質。筆者以國立清華大學微機電實驗室所開發之新型微拉伸測試儀為例，說明微拉伸測試儀元件設計、製造與測試的流程。同時亦提出一嶄新的概念，使用高分子材料－聚對二甲苯整合於製程之中，其優越的抗酸鹼能力，可作為保護待測材料之保護層，以避免製程中乾、濕蝕刻的攻擊，達成可多樣化待測材料的微拉伸測試儀之製程平台。透過黃光微影製程將待測材料與測試儀器整合，亦可降低組裝與對準的誤差。文中將介紹設計原理、機械結構、致動模組及感測模組等，亦針對該儀器之特性進行校正，最後利用此儀器對待測材料進行拉伸測試，量測薄膜機械性質。

深槽技術於 CMOS 共平面波導與晶片隔絕度之應用 [ 下載 PDF ]

呂學士, 汪濤

本研究將微機電深槽技術應用於 CMOS 射頻積體電路之共平面波導，晶片製作後，將該共平面波導底下之損耗基板，以微機電製程之電感型耦合電漿蝕刻技術移除，並於量測散射參數 (S 參數) 後，由量測數據萃取其傳輸線等效電路。實驗結果顯示，在 20 GHz 時移除基板損耗後，此傳輸線之效能提升，其訊號衰減率由原本 0.5 dB/mm 降至 0.05 dB/mm；寄生電容 (capacitance) 降低為原本的 56%，寄生之基板電納 (conductance) 則由原本的 1.6 mS/mm 降至近乎 0 mS/mm 的程度。本文除了驗證此深槽技術能消除共平面波的基板損耗，並進一步討論該技術對於晶片隔絕度 (on-chip isolation) 之改善，實驗結果顯示，晶片隔絕度於 2 GHz 時可增加近 32 dB。上述種種優點說明本技術不僅改善共平面波導的性能，也可使電路透過基板的干擾降低，對未來 CMOS 微波領域或系統單晶化 (system-on-a-chip) 的應用具有相當潛力。

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穿透式電鏡三維立體成像術 [ 下載 PDF ]

鮑忠興

TEM 除了具有優越的二維影像分辨率外，也有三維的成像能力，可進一步探索材料的三度空間顯微結構。TEM 立體影像顯微術屬於較簡單的三維立體成像術，可分析簡單的晶體缺陷結構，如差排、疊差，和一些具有特定晶面的析出物等。電子束體層攝影術則是較複雜的技術，包含影像攝取、調整、重建與具像化四步驟，此技術可分析包括半導體元件等複雜的顯微結構。

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原子層沉積技術在奈米製程之應用 [ 下載 PDF ]

柯志忠, 游智傑, 卓文浩, 蕭健男

原子層沉積技術目前已經廣泛地應用在半導體產業，由於該項技術具有極佳的成長厚度控制性、階梯覆蓋性與大面積均勻性，因此已逐漸地應用在奈米材料的製作與表面改質。在本文中筆者除了介紹原子層沉積技術的原理，並將依照奈米模板材料種類說明原子層沉積技術在奈米製程之應用，以及改良傳統光電元件之實例。

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衛星遙測酬載儀光學鏡片輕量化數值模擬分析 [ 下載 PDF ]

林育全, 李龍正

人造衛星遙測酬載儀主要任務為獲取地表影像資料，作為環境監控、農林規劃、災害評估及科學研究等用途，為確保良好的遙測取像品質，必須維持酬載結構內部光學元件尺寸及相對位置的穩定，以及抵抗外在環境干擾的能力，故須具備相當良好的結構性能要求。本研究主要根據光學反射鏡片的設計要求，使用有限元素法分析光學鏡片，對於不同減重輕量化設計之靜態、動態及熱結構耦合等性能進行模擬分析，預估結構在各種減重設計與承受不同負載情況下，結構的變形與應力分布情形，以求得結構自然頻率與模態振形，進而找出符合大口徑光學反射鏡輕量化的最佳結構，並由分析結果顯示三角形、六角形、矩形及圓形等四種減重輕量化結構設計，均得到輕量化目的，鏡片自重變形誤差及應力值皆符合設計要求。

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乾式真空幫浦技術於太陽能產業的應用實例 [ 下載 PDF ]

林豪傑

目前太陽能電池模組的生產主要分為薄膜式 (thin film base) 及晶片式 (wafer base) 兩大生產技術。兩大主流生產技術生產的流程均可區分為：上游基材製備、中游電池單體 (solar cell) 製程及下游的電池模組貼合製程 (solar module lamination)。上述三個主要的太陽能電池模組生產產業鏈中，真空科技的需求均扮演一個相當重要的角色。本文將針對以上產業鏈中部分製程實例，說明真空幫浦所遭遇的挑戰及目前的解決方案。

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應用於平面顯示器之整合型光學膜片技術與發展趨勢 [ 下載 PDF ]

林暉雄, 鮑友南, 游家瑋

液晶顯示器背光模組之光學膜片，具備提高亮度、增加均勻性與降低 moiré 等光學特性，近年來這一類光學膜片有重大的變革，其中變化最多的應屬將擴散膜、稜鏡片、偏極增亮膜、導光板等多項功能合併設計，成為複合化、一體化以及特殊化之新型式光學膜片。此整合型光學膜改進了以往單一膜片單一功能之多膜片模組架構，藉此降低膜片的使用數量，並降低總體成本。本文從相關專利技術分析為基礎進行歸納，並配合全球市場上之產品技術予以分析解剖，並解析國際上之最新設計技術與發展趨勢。