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dc.contributor.advisor歐陽浩zh_TW
dc.contributor.advisorHao Ouyangen_US
dc.contributor.author鄭季豪zh_TW
dc.contributor.authorCheng, Ji Haoen_US
dc.date2005zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:43:43Z-
dc.date.available2014-06-06T06:43:43Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/9785-
dc.description.abstract本實驗探討砷化鎵接合晶圓(GaAs Bonded wafers)在不同的退火溫度下所展現不同性質,利用穿透式電子顯微鏡(Transmission Electron Microscopy, TEM)來研究不同接合角度(90°和180°)且經過不同退火溫度(500℃ ~ 850℃)後的N型與P型砷化鎵晶圓接合界面間的顯微結構,將微結構與其電性交互分析。同時我們也利用能量分散光譜儀(Energy depressive x-ray spectroscopy, EDS)、快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform, FFT)與自身交互運算函數(Auto Correlation Function, ACF)來研究界面微結構的變化。總體而言,P型接合晶圓的界面微結構隨溫度而改變的速度比N型快,而且相同條件下的90°順相接合界面比180°還要快一點;這些微結構的差異與電性的結果有非常大的關係。zh_TW
dc.description.abstractUsing high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), we investigated the microstructure of the interface fabricated after twist-bonding(90° & 180°) two N-type and P-type GaAs wafers respectively at a series of annealing temperatures (500 ~ 850℃) and we also to evaluate the electrical performance of the bonded wafer. Energy depressive x-ray spectroscopy (EDS) line-scan, Fast Fourier Transform (FFT) and Auto Correlation Function (ACF) will also used to study the interface microstructure. At last, we analyze the overall result, which was obtained by HRTEM along with the electrical properties (I-V curve). We find that the P-type bonded wafers have the batter electrical performance.en_US
dc.description.tableofcontents內文目錄 1. 前言………………………………………………………………… 1 1.2 晶圓接合的優點與應用…………………………………... 2 1.3 研究動機…………………………………………………... 5 1.4 研究方法…………………………………………………... 6 2. 文獻回顧............................................................................................ 7 2.1 晶圓接合歷史背景………………………………………... 7 2.2 晶圓接合的原理…………………………………………... 8 2.3 晶圓接合的種類………………………..………………... 10 2.4 氧原子對砷化鎵的影響…………..……………………... 13 2.5 高解析電子顯微鏡原理………..………………………... 18 2.6 自身交互運算函數原理……..………………………... …30 3. 實驗部份.......................................................................................... 45 3.1. 實驗步驟…………………………………………………. 45 3.2. 試片製備............................................................................. 45 3.3. 晶圓接合…………………………………………………. 46 3.4. 退火………………………………………………………. 47 3.5. 分析分法…………….……………………………………. 47 4. 結果與討論……………………………………………………….. 53 4.1 高解析電子顯微鏡影像的微結構的觀察……………….. 53 4.1.1 順相接合與反相接合……………………………….. 53 4.2 接合界面微結構………………………….………...……. 55 4.2.1 P型砷化鎵接合之界面微結構……..………...……. 55 4.2.2 P型砷化鎵接合之界面微結構……..………...……. 59 4.3 電子能量損失能譜與氧原子成分對應圖……..…….…. 64 4.3.1 電子能量損失能譜………………………………..… .64 4.3.1 氧原子成分對應圖………………………………..… .66 4.4 總結N型與P型接合界面微結構隨退火溫度的變化…. 69 4.5 接合界面的電性( N & P-type )討論…………………..… 74 4.5.1單片砷化鎵晶圓接合的電性分析…………………..… 74 4.5.2影響電性性質的因素…………………………..…..… 75 4.5.3接合晶圓的電性結果…………………………..…..… 77 5. 結論………………………………………………………………104 參考文獻………………………………………………………………106 圖目錄 圖2-1 親水性矽晶圓接合界面示意圖 ……………………………..34 圖2-2 疏水性矽晶圓接合界面示意圖 ……………………………..35 圖2-3 陽極接合裝置示意圖…………………………………………35 圖2-4 鍵和能與退火時間趨勢圖……………………………………36 圖2-5 真空及空氣中接合強度與退火溫度關係圖…………………36 圖2-6 插入型氧原子在砷化鎵中可能穩定存在的位置……………………37 圖2-7 氧原子在N-type砷化鎵晶格中的擴散路……………………37 圖2-8 氧原子在P-type砷化鎵晶格中的擴散路徑…………………38 圖2-9 球型波相互干涉之後所產生的平面波………………………38 圖2-10 經過單一軸向連續但非平行的medium……………………39 圖2-11 經過三個連續單一軸向但非平行的medium………………39 圖2-12 將Huygens原理應用在不同的球型波…………………….40 圖2-13 波前從原點”O”的地方射出而到達點”P” …………………40 圖2-14 圖2.11的Fresnel zones的波前所定義的微波總合………41 圖2-15 相位振福圖………………………………………………….41 圖2-16 球面像差現象的成因…………………………………………..42 圖2-17 因為defocus所造成彎曲角度的偏差值εa與R成正比關係…………42 圖2-18 因為球面像差所造成彎曲角度的偏差值εs與R3成正比關係………42 圖2-19 球面像差細數值為正時,多餘的彎曲角度ε的幾何圖形………….42 圖2-20 Scherzer defocus = -330 Å………………………………….43 圖2-21 Scherzer defocus = -490 Å…………………………………..43 圖2-22 Scherzer defocus = -650 Å…………………………………..44 圖2-23 ACF影像…………………………………………………….44 圖3-1 實驗流程示意圖 ……………………………………………. 49 圖3-2 anti-phase type…………………………………………………. 49 圖3-3 in-phase type………..…………………………………………. 49 圖3-4 爐管示意圖……………….……………………………………. 50 圖3-5 接合過程昇降溫示意圖………………………………………. 50 圖4-1 Anti-phase 、In-phase界面示意圖……………............................ 82 圖4-2 高退火溫度下界面示意圖..…………………………………….. 82 圖4-3 500℃的P型接合的TEM影像…………………………….…….. 83 圖4-4 P型500℃的ACF結果…………………………………..…….. 84 圖4-5 600℃的P型接合的TEM影像………………..…………………. 85 圖4-6 P型600℃的反相接合的EDS Linescan結果………………………. 85 圖4-7 型600℃的順相接合的EDS 定點探測結果……….…...………….. 85 圖4-8 P型600℃的ACF結果…….…...…………. …….…...……………86 圖4-9 700℃的P型接合的TEM影像………………………………….….... 87 圖4-10 700℃P-type反相接合的橫截面TEM..…………….……………. 87 圖4-11 moiré fringes 的簡單示意圖…………………………………….. 88 圖4-12 700℃的P型反相接合TEM影像與FFT結果..…………………. 88 圖4-13 P型700℃順相接合的ACF結果………………….…………….88 圖4-14 N型500℃反相接合的TEM影像………………………..………… 89 圖4-15 500℃順相接合 EDS定點探測的結果…………….………..…… ..89 圖4-16 500℃反相接合EDS定點探測的結果………………….……..… 90 圖4-17 600℃的N型接合的TEM影像…………….…………..………... 90 圖4-18 600℃ N型順相接合的EDS定點探測結果…………….…..….. 91 圖4-19 600℃順相的ACF結果600℃……..…………….………………..91 圖4-20 N型反相接合的EDS Linescan.…………….………. ..…….….92 圖4-21 不同溫度下的界面FFT………………….…………………... 93 圖4-22 P型600℃反相接合的nano-beam electron diffraction….…….…… 94 圖4-23 700℃的N型接合的TEM影像……………………………….… 94 圖4-24 700℃的N型界面完美接合區域的ACF結果……………...…….. 95 圖4-25 700℃ N型反相接合的EDS Linescan…………...…...….……….95 圖4-26 N型700℃的順相接合的EDS 定點探測結果……………...……..96 圖4-27 850℃的N型接合的TEM影像…………...…….. ……………...97 圖4-28 850℃的EDS Linescan結果…………...…….. ………….……...97 圖4-29 P-GaAs700℃-90°不同位置的能量損失能譜……………...98 圖4-30 二窗法示意圖……………...…….. ……………...…….. ……98 圖4-31 二窗法氧原子成分對應圖……………...…….. ……………..99 圖4-32 三窗法示意圖……………...…….. ……………………….....99 圖4-33 三窗法氧原子成分對應圖…….. ………………….. ………100 圖4-34 P型接合界面示意圖…….. ………………….. ……………101 圖4-35 N型接合界面示意圖…….. ………………….. …………..101 圖4-36 單片砷化鎵試片(P-type)電性對退火溫度趨勢圖…….…..102 圖4-37 單片砷化鎵試片(N-type)電性對退火溫度趨勢圖…….….102 圖4-38 砷化鎵接合後的I-V曲線…………………………………...…103 圖4-39 在0.2 voltage情況下的所有試片導電率趨勢圖………….103 圖4-40 砷化鎵表面氧化物的成分隨溫度上升而變化的示意圖…104 表目錄 表 1.1 各種SOI製作方法的比較…………………….………... 34 表 3-1 不鏽鋼及鉬的熱膨脹係數(10-6 K-1 )………………….. 50 表 3-2 試片編號及其不同變數 …………..……………….…... 51zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher材料工程學研究所zh_TW
dc.subjectwafer bonding GaAs TEMen_US
dc.subject晶圓接合 砷化鎵 電子顯微鏡zh_TW
dc.title砷化鎵晶圓接合界面微結構與電性之研究zh_TW
dc.titleThe Investigation of Interface and Electrical Properties in GaAs Wafer Bondingen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.languageiso639-1en_US-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.grantfulltextnone-
item.fulltextno fulltext-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
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