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Fabrication of micro free standing structure in p-type silicon using an electrochemical etching technique
(2005-11-25) 楊啟榮; 林明憲; 湯杜翔; 鍾武雄; Yang; Chii-Rong; Lin; Ming-Hsien; Tang; Du-Hsiang; Chung; Wu-Hsung
An electrochemical etching technique is suitable to the application of MEMS silicon bulk micromachining. In this work, a HF-ethanol-H2O based electrolyte, modified by adding anionic surfactant MA, was used to evaluate the etching properties of p-type silicon in electrochemical etching. The high-aspect-ratio trench structures and free-standing beams were also fabricated with only single step mask. The results indicate that the pattern of initial pits significantly affects the etching rate of the macropores and the morphology of the etched trench structures. The surfactant MA can drastically reduce the roughness and significantly affect the topology of the etched surface. Because the contact angle of HF-ethanol-H2O-MA based electrolyte is about 6.4 times lower than that in HF-ethanol-H2O based electrolyte. However, the etching rate in MA-added electrolyte is lower than that obtained in electrolyte without MA. Moreover, the wall width of trenches is kept on about 2μm independently of the current density and the width of etching mask. Furthermore, the etched depth is proportional to etching time, but the etching rate is inverse proportional to the etching time. Because the etched depth grows deeper, the concentration of electrolyte at the pore tip decreases linearly with length. The trench structures with aspect ratio of around 40 have been obtained in this study. The free-standing beams are also fabricated with only one mask by controlling the current density.
A novel electrochemical etching technique for fabricating microactuator in p-type silicon
(2005-11-10) 楊啟榮; 林明憲; 劉榮德; 湯杜翔
奈米柱應用於燃料電池電極之技術開發
(2006) 湯杜翔; Du-Hsiang Tang
摘要直接甲醇燃料電池(DMFC)是未來令人期待的科技，目前的發展方向在於3C產品的應用(如筆記型電腦、手機)、攜帶式電源供應器等。然而，目前發展DMFC仍有幾項瓶頸仍待克服，例如提升電極觸媒催化效能、減少甲醇不必要的穿透現象，這些負面影響均使其輸出功率依舊無法滿足實際應用的需求。由文獻可知，為了製作高低不平電極，以提升直接甲醇燃料電池效率，皆需使用感應耦合電漿離子蝕刻技術。然而，由於這些設備高價格之缺點，使得學術界與中小型企業難以投入相關的研究。根據上述，本研究將結合「自組裝奈米球微影」、「光輔助電化學蝕刻」、「精密電鑄」技術，預期將可成為低成本，並且用以製作出完美且具大規模排列之奈米柱狀陣列結構，藉由電極接觸表面積之大量增加，來提高反應性，以應用於直接甲醇燃料電池電極之開發。實驗的結果証實結合薄光阻格狀結構製作及震盪塗佈法的方式，可將奈米球規則地排列於矽基板上，以得到大面積且趨近完美排列的奈米球陣列。而在光輔助電化學蝕刻的實驗中，當使用1 V的蝕刻電壓與HF濃度2.5 wt%的蝕刻液，蝕刻30分鐘後，能夠產生高度約為7.4 m，直徑約為90 nm，而孔洞的深寬比可達到67:1之高深寬比孔洞。並且証實加大蝕刻電壓機制使蝕刻孔洞擴孔及適當RIE蝕刻時間，即可製作出柱體高度約為1.56 µm，直徑約為250 nm~300 nm，因此柱體的深寬比可達6.2:1~5.2之奈米柱狀陣列。目前直接甲醇燃料電池電極測試性能後，結果顯示平板電極其開路電壓、極限電流密度、最大功率密度分別為105 mV、0.319 mA/cm2、0.0093 mW/cm2，柱狀電極其最大開路電壓、極限電流密度、最大功率密度分別為280 mV、1.044 mA/cm2、0.0584 mW/cm2，本實驗發現柱狀電極所製作燃料電池之最大功率密度優於平板電極6.3倍，顯示蝕刻電壓增加所製作之柱狀電極結構可提升觸媒與燃料接觸之表面積，使其性能也隨之提升。關鍵字：奈米柱，光輔助電化學蝕刻，精密電鑄，直接甲醇燃料電池電極。
奈米柱應用於燃料電池電極之技術開發
(2006-11-30) 楊啟榮; 程金保; 湯杜翔; 曾柏翔; 林宏展
奈米柱應用於燃料電池電極之技術開發
(2006-11-30) 楊啟榮; 程金保; 湯杜翔; 曾柏翔; 林宏展
整合奈米球微影及光輔助電化學蝕刻之高深寬比奈米柱狀陣列製作技術
(2005-11-10) 楊啟榮; 黃茂榕; 湯杜翔; 劉榮德
新型微機械式可變電容之設計與製作
(2005-11-25) 程金保; 楊啟榮; 黃信瑀; 劉榮德; 湯杜翔
新型微機械式可變電容之設計與製作
(2005-11-25) 程金保; 楊啟榮; 黃信瑀; 劉榮德; 湯杜翔
新型高深寬比奈米孔洞陣列製作技術
(2005-11-25) 楊啟榮; 黃茂榕; 湯杜翔; 劉榮德
本研究結合奈米球微影以及光輔助電化學蝕刻兩項技術之優點，用於製作高深寬比的奈米孔洞陣列。實驗的結果証實利用旋轉塗佈搭配震盪塗佈的方式，可將奈米球規則地排列於矽基板上，並且定義出單層與雙層奈米等級的圖案。而在光輔助電化學蝕刻的實驗中，証實了在添加界面活性劑的作用下，蝕刻液的接觸角可降低至 15度，具有超親水性的特性，並大幅改善擴孔現像，使得奈米級的高深寬比孔洞能夠輕易的產生。當使用1 V的蝕刻電壓與HF 濃度2.5wt%的蝕刻液，經過12.5分鐘的蝕刻後，能夠產生高度6.2μm，直徑為90nm 的高深寬比之奈米級孔洞，而孔洞的深寬比約為68:1。
新型高深寬比奈米柱狀陣列製作技術
(2006-11-24) 程金保; 楊啟榮; 湯杜翔; 曾柏翔; 吳俊緯
新型高深寬比奈米柱狀陣列製作技術
(2006-11-24) 程金保; 楊啟榮; 湯杜翔; 曾柏翔; 吳俊緯