Bendability of Single-Crystal Si Devices on Flexible Substrate

近年來，由於電子產品在速度、實用上都結合快速的網路架構，已成為生活上不可或缺的重要工具，伴隨而來的便是輕薄短小且可攜式的電子產品，因此軟性電子（FlexibleElectronics）技術研究與開發受到矚目，此技術將為產業結構和人類生活帶來革命性的變化。目前軟性電子產品已被應用於可折曲式的電子紙或電子書(e-paper or e-book)、感應器(sensors)和無線電子標籤(Radio Frequency Identifications Tags, RFID)上，然而，軟性電子(Flexible Electronics)元件的設計受限於低溫非晶矽或多晶矽和有機元件在軟性基板(flexible substrate)上的電晶體效能，且其與單晶矽金氧半電晶體比較，具有較低的電子遷移率(mobility) (? 1.5 cm2/V?s)，除此之外，在良率與可靠度方面也待改善，因此，為了達到一個高效能軟性電子元件，成熟的單晶矽金氧半電晶體技術仍是一個較好的選擇。我們提出了將超薄型矽基板之單晶矽金氧半電晶體轉換到軟性基板上的技術(發表於Symp. on VLSI, 2005 的論文)，此方式最大的好處是直接利用技術成熟的CMOS 元件且非常簡單，其彎曲特性可使CMOS 元件的驅動電流增加25%，然而，CMOS 元件之矽基板厚度的降低與其轉換至軟性基板的技術，對元件之特性和可靠度問題，仍具有許多挑戰，因此在本計畫中我們將專注於次微米CMOS 元件在軟性基板上的技術之研究，以下則是我們所做的規劃：1. 為達彎曲特性，超薄矽基板及良好的黏著性(adhesion)是必須的。矽基板厚度的降低及其黏著於軟性基板的製程與厚度，已達到均勻且平坦化將是被考量的。2. 研究次微米電晶體在軟式基板之特性與可靠性分析，包括DC與RF 特性與溫度效應。3. 研究次微米電晶體在軟式基板在不同溫度和位置下之彎曲特性與可靠性分析，包括tensile 和compress 兩種。4. 利用ANSYS 和TMA 軟體模擬並分析tensile 和compress 對晶格之影響並進而發展彎曲性電晶體的模型。

Project ID:PB9605-0341
External Project ID:NSC96-2218-E182-002