學位論文

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Subject: search.filters.subject.微機電系統

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    晶圓穿孔陣列之光輔助電化學蝕刻特性研究
    (2008) 羅嘉佑; Jia-You Lo
    本研究自行開發低光源成本之光輔助電化學蝕刻(photo-assisted electrochemical etching, PAECE)設備，藉由改變光照強度及界面活性劑等實驗條件，並改善電化學蝕刻穿孔製程，得到較高之蝕刻速率與低孔壁粗糙度的穿洞陣列。未來可應用於積體化微探針陣列之製作，或利用晶圓內垂直導體之晶圓內連線而實現晶圓級堆疊封裝之目的。此技術開發有設備與製程成本低、可批次生產、良率高，且與半導體製程相容性高等特點。 由實驗結果已驗證，在利用光輔助電化學蝕刻技術製作高深寬比微穿孔陣列方面，可得到500 um的孔洞深度、穿孔時間最快約為16.7 hr的微穿孔陣列，且孔壁形貌有極佳之表面粗糙度。電化學蝕刻之孔徑最小約為21 um，蝕刻孔洞之深寬比最大約為17.7。相關之實驗條件如下：光源照度為32000 lux至18000 lux，選用陽離子型界面活性劑1 wt.% DC-1、陰離子型界面活性劑1 wt.% MA、強氧化劑2.5 wt.% H2O2及有機界面活性劑1 wt.% Alcohol。經此技術蝕刻而得之黑色微孔洞陣列，在僅添加陰離子型界面活性劑1 wt.% MA且蝕刻2 hr後，其反射率最低可降至約0.43%，而使用界面活性劑蝕刻穿孔之結構亦能有約0.4-0.5%之反射率。 本研究證明了利用此技術已能局部取代乾式蝕刻之應用領域，並對於積體化微探針陣列之製作，或晶圓內連線之晶圓級堆疊封裝有極大的助益。且經此技術所製成之黑色微孔洞陣列結構，將有機會應用於太陽能電池之抗反射層，大幅提升太陽能電池之轉換效率。
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    整合光輔助電化學穿孔蝕刻與微電鑄技術應用於微金屬柱陣列之研製
    (2007) 李明承; Ming-Cheng Li
    本研究將整合光輔助電化學蝕刻(ECE)與精密電鑄技術，以開發高密度金屬垂直結構陣列之製程技術。利用改變光照強度與電流密度等實驗條件，以電化學蝕刻達到矽晶圓高密度微穿孔的目的，再利用精密電鑄技術進行穿孔之金屬導體填充，如此可實現高密度金屬垂直結構陣列。未來可應用於積體化探針陣列之製作，或利用晶圓內垂直導體而實現晶圓級堆疊封裝之目的。此技術開發有設備與製程成本低、可積體化生產、與半導體製程相容性高、批次生產與良率高等特點。 基於上述，本研究利用自行開發之低成本電化學蝕刻(ECE)設備，順利測得相關製程之最佳參數。由實驗結果已驗證，在利用電化學蝕刻技術製作高深寬比微孔洞陣列方面，當蝕刻時間達到31.5小時，可得高深寬比之結構。所用之晶片為n-type (100)，其蝕刻液為2.5 wt.%之氫氟酸溶液，陽極放置矽晶片，陰極為白金，獲得之穿孔其邊長為40 mm，深寬比約為12.5，證明利用此技術已能局部取代乾式蝕刻之應用領域。在金屬柱電鑄方面，利用正負脈衝電流，使金屬柱陣列能順利成形，其金屬柱高度約500 mm，深寬比約為12.5。