• 開發基於飛秒雷射進行SiC加工與檢測的平台。相關技術正協助知名公司進行相關飛秒雷射改質研究。
• 開發金屬玻璃鍍層之鑽石刀片技術，成功降低碳化矽切割的脆裂約36%。[已專利]
• 建立基於X-ray電腦斷層掃之非破壞性SiC晶體檢測技術，可協助晶體成長之即時監控，有利於大尺寸(直徑300mm)碳化矽晶體之開發與良率。
• 完成多種關鍵二維材料的結構與特性分析，掌握相關材料的關鍵know-how。
• 發展非接觸、非破壞性的高頻且高解析度的兆赫波時域光譜儀，可分析SiC晶圓的光電特性與缺陷，亦可以偵測封裝IC中腳位連線的結構資訊。
• 建立基於自組裝特性之合金金屬(或其氧化態)奈米點陣列來做為黏合矽/鍺晶圓之中介層之技術。
• 開發複合高熱傳導性的金屬氧化物(如氧化鋁、氧化鋅等)奈米粒子至黏合層基質(matrix)的旋轉塗佈材料配方及其塗佈製程。
  
  

新型菱形金屬奈米管陣列製作技術

近期成功以半導體微影製程開發全球首創的「菱形金屬奈米管陣列」，強化拉曼散射訊號，提升分子檢測速度與靈敏度，展現跨足生醫撿測、食品安全與環境監測等領域的應用潛力。該項成果已刊登於英國皇家化學學會(The Royal Society of Chemistry)指標性期刊《Nanoscale》，並獲選為今年六月份當期封面文章，突顯其在奈米材料設計與應用技術上的創新價值。研究團隊自2018年起就投入金屬奈米管陣列的開發與製程優化，歷經多年的模擬與驗證，嘗試過圓形、正方形、等邊三角形等多種結構，最終才確立菱形結構為最有效提升電磁場熱點的幾何設計。這些位於菱形尖角的「熱點」(hotspots)是電磁場集中最強的區域，可大幅放大拉曼散射訊號，使得微量分子得以被迅速且精準地辨識，進一步實現對毒素、藥物或疾病指標快速、高靈敏的檢測分析。   

  
加強表面增強拉曼散射訊號的「菱形金屬奈米管陣列」(左)技術已刊登於英國皇家化學學會期刊《Nanoscale》，並獲選為當期封面文章(右)。
 

基於飛秒雷射的SiC材料改質關鍵技術

完成SiC加工之飛秒雷射系統建置，針對SiC材料進行飛秒雷射改質研究，並將相關技術與環球晶等公司進行產學合作。學術研究亮點為透過光學偏振改質模組，可單步驟進行多方向性改質。以波長532 nm線偏振高斯光束飛秒雷射加工均質LSFL(low-spatial-frequency LIPSS)為基礎，延伸使用環狀偏振和放射狀偏振向量光束雷射在4H-SiC表面製作出均質LSFL。未來規劃應用在晶圓後續製程上，創造技術應用優勢。相關研究成果已發表國際期刊。
Li, Y. E., Kuo, J. F., Cheng, C. W., & Lee, A. C. (2024). Efficient fabrication of high-quality hybrid periodic nanostructures on 4H-SiC using a single-step vector femtosecond laser processing. Optics & Laser Technology, 179, 111363.
 

向量光束雷射在4H-SiC表面製作出均質LSFL
 

基於顯微光譜分析與異質接合之光電材料研究技術

本研究聚焦於二維半導體材料 MoTe2，系統性探討其厚度相依之能帶結構變化與激子特性，並評估其於異質整合光電元件中的應用潛力。藉由顯微熱調制反射光譜 (μTR) 與顯微光激螢光光譜 (μPL) 分析，發現多層 MoTe2 於室溫下具多組激子轉換 (A1s、B1s、A'、C、D 等)，並於厚度低於 40 nm 時開始出現光致發光訊號，能量從 0.944 eV 藍移至 1.042 eV，對應量子侷限與層間耦合弱化所引發之能隙變化。結合第一原理計算，驗證材料由單層直接能隙向多層間接能隙轉變的理論趨勢。進一步製作 p-SnS/n-MoTe₂ 異質接面元件，實測內建電位約 0.62 V，與功函數差值相符，展現其於異質整合光電元件中之應用潛力，本技術展示可作為未來低維材料整合元件平台之重要基礎。

 圖片說明：2H-MoTe2 的 μTR 光譜以及 p-SnS/n-MoTe2 元件的特性分析

參考資料:    Yin-Chou Huang, Dai-Yan Yang, Luthviyah Choirotul Muhimmah, Yu-Hung Peng, Yen-Chang Su, Ching-Hwa Ho*, “Comprehensive Optical Band-Edge Characterization for Multilayered MoTe2 and Its Application in van der Waals-Stacked Heterojunction Devices,” Small, Early view on line, 2503542, 2025.
 

矽光子太赫茲探測技術

利用教育部特色中心的資源，成員楊承山教授開發的非破壞且非接觸式矽光子太赫茲探測技術，用於偵測高熵合金奈米薄膜之重要高頻光電特性，成功解釋其重要的物理特性，對半導體相關製程所用之金屬未來性，幫助甚大，並成功發表於Nature Communications。此外，過程中培育了3位碩士班與1位博士班畢業生，對於人才培育不遺餘力，朝著奠定台灣未來在全球半導體領頭羊之目標持續向前。