二、 退火800度試片出現約150nm厚的非晶質層,氧並未如預期擴 散進入塊材,反而由於其他外在或是內在因素使得厚度增加
最後則比較親水性砷化鎵與斥水性砷化鎵介面是否對介面造成影響:
五、 比較試片組退火條件為800度兩小時,結果顯示介面氧化層厚 度並沒有太大改變,並且由EDX分析可知,即使使用親水性砷 化鎵與斥水性矽接合,介面氧化層的成份組成大部分依然為 氧與矽,與文獻中提出的現象觀察相符合
電性量測方面,使用不同幾何條件的試片組作為研究,由一直接面的 特性可以瞭解電性圖中負偏壓的部份代表電洞由砷化鎵流矽,也得知 電洞流動方向不同所遇到的能障也會不同,結論如下:
六、 兩試片負偏壓部份出現相同的現象,除去900度,退火溫度由 500度增加到800度砷化鎵流向矽有越來越容易導通的趨勢
七、 300μm-thick-Si試片結果,負偏壓的部份電阻隨著退火溫度 上升而變大,正偏壓的部份則在500度至800度區間當中有相 同的現象
八、 500μm-thick-Si試片結果,正偏壓的部份則在500至700度之 間發現電阻變大的現象,但於800度時又再度降低,呈現比較 不規則的情況
六、未來工作
網格狀結構雖然使試片可以減少熱應力的影響使試片經歷高溫 退火後成功接合,但是卻使製作穿透式電子顯微鏡試片變得更為困 難,另外加以砷化鎵與矽在離子減薄時離子蝕刻速率不同,更使的試 片難度大大的提高,造成實驗數據取得不易。未來除了將數據補齊之 外,還可尋找其他方式製作,或是使製作難度降低。
介面研究方面,最重要的是釐清介面氧的來源。由於非晶質層的 厚度已經超過原生氧化層的厚度太多,因此必定有其他補充氧的管 道。另外,500到800以及800到900中間經歷的介面變化機制不明,也 是未來介面研究時重要的課題。
電性研究方面必須先釐清P型砷化鎵與P型矽接合能帶關係,之後 瞭解偏壓對能帶與載子傳輸的影響,最後就介面型態與電性圖以理論 作連結,完整解釋所有的實驗數據。
參考文獻
1.
F. A. Kish, F. M. Steramka, D. C. DeFevere, D. A. Vanderwater, K. G. Park, C. P.Kuo, T. D. Osentowski, M. J. Peanasky, J. G. Yu, R. M. Fletcher, D. A. Steigerwald, M. G. Craford, V. M. Robbins, Appl. Phys. Lett. Vpl.64 pp.2839-2841, May 1994
2. G. E. Hofler, D. A. Vandereater, D. C. DeFevere, F. A. Kish, M. D. Camras , F. M.
Steranka, and I. H. Tan, Appl. Phys. Lett. 69, 803(1996)
3. J Jasinsiki, Z. Liliental-Weber, S. Estrada, and E. Hu, Mater. Res. Soc. Symp. Proc.
722, K7.15 (2002)
4. J Jasinsiki, Z. Liliental-Weber, S. Estrada, and E. Hu, Mater., Appl. Phys.
Lett.81,3152(2002)
5. S. Estrada, H. Xing, A. Stonsa, A. Huntigton, U. Mishra, S. DenBaars, L. Coldren and E. Hu, Appl. Phys. Lett. 82,820(2003)
6. H. C. Lin, K. L. Chang, K. C. Hsieh, K. Y. Cheng, and W. H. Wang, J. Appl. Phys. 92, 4132(2002)
7. A. E. Romanov, W. Pompe, S. Mathis, G. E. Belts, and J. S. Speckj. J. Appl. Phys.
85 ,182(1999)
8. J. dela Figuera, K. Pohl, O. Rodriguez dela Fuente, A. K. Schmid, N. C. bartelt, C.
B. Carter and R. Q. Hwang , Phys. Rev. Lett. 86, 3819(2001)
9. E. Koppensteiner, A. Schuh, G. Bauer, V. Holy, G. P. Watson and E. A. Fitzgerald, J. Phys. D: Appl. Phys. 28(1995)
10. Http://dictionary.zdnet.com/definition/flip+chip.html
11. G. Roelkens1, J. Van Campenhout, J. Brouckaert, D. Van Thourhout, R. Baets, P. Rojo Romeo, P. Regreny, A. Kazmierczak, C. Seassal, X. Letartre, G. Hollinger, J.M. Fedeli, L. Di Cioccio, and C. Lagahe-Blanchard, matrerials today, JULY-AUGUST 2007, VOLUME 10 ,NUMBER 7-8
12. W. D. Kingery, H. K. Bowen, D. R. Uhlmann, Introduction to ceramics, John Weily
& Sons. Inc., 1976.
13. 李天賜、林澤勝、彭成鑑、呂冠良、潘信宏 工業材料雜誌 170
14. M Shimbo, K. furukawa, k. Gukuda, and K. Tanzawa, J. Appl. Phys. 60, 2987(1986)
15. Q.-Y Tong, W. J. Kim, T.-H. Lee, and U. Gosele, Electrochemical and Solid-State Letters, 1, 52(1998)
16.Q. Y. Tong, E. Schmidt, and U. Gösele, “Hydrophobic silicon wafer bonding", Appl.
Phys. Lett., 64, pp. 625-627, January 1994.
17. I. V. Antonova, O. V. Naumova, V.P. Popov and J. Stano, V. A. Skuratov, J. Appl.
Phys. 93 ,426(2003)
18. G. N. Yushin and Z. Sitar , Appl. Phys. Lett. 84, 3993(2004)
19. T. Suni, K. Henttinen, I. Suni, and J. Mäkinen, “Effects of Plasma Activation on Hydrophilic Bonding of Si and SiO2", J. Electrochem. Soc., 149 , pp. G348-G351, June 2002.
20. Frank Shi, Kuo-Lih Chang, John Epple, Chao-Feng Xu, K. Y. Cheng, and K. C. Hsieh, J. Appl. Phys. 92, 7544(2002)
21. S.F Fang, Adomi, S lyer, H. Morkoc, and H. Zabel, C. Choi and N. Otsuka , J. Appl.
Phys. 68(7), 1 (1990)
22. J. Arokiaraj *, S. Tripathy, S. Vicknesh, S.J. Chua, Applied Surface Science 253 (2006) 1243–1246
23. Akihito Taguchi and Hiroyuki Kageshima, PHYSCIAL REVYEW B, v60 p5383,1999
24. 陳一凡 P 型砷化鎵晶圓接合電性與界面形態之研究 交大材料碩士論文
25 Y. C. Zhou, Z. H. Zhu, D. Crouse, and Y. H. Lo, APPLIED PHYSICS LETTERS VOLUME 73, NUMBER 16(1998)