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人工突觸電晶體與新型自修復N型共軛高分子材料之開發

為了解決ppf鍍膜的問題，作者陳昊暘 這樣論述：

為打造實質上的人工智能，許多團隊開始研究仿生物的神經元之系統例如：神經元、突觸、脈衝神經網路，在近年來，更有人將軟性高分子材料與神經元元件結合，發展各種刺激感測器，如視覺與觸覺系統。然而目前相關研究有著兩個關鍵問題需要進一步改善，第一個問題是大部分神經元元件需要使用多層結構，需要額外的儲電層來提升記憶效應，使得大部分人工突觸元件結構複雜且製程複雜，不易於整合於積體電路中。另外一個問題是目前相關的研究鮮少關注可自修復人工突觸元件，缺少可自修復的半導體材料使得相關研究進度緩慢，由於以上兩個因素，在本論文中，我們將分為兩部分來提出相關的解決方式，首先第一部分將利用陰離子摻雜方法改善元件的學習行為以

及記憶特性，並大幅簡化結構與製程，來提升人工突觸元件的產業應用，第二部份我們也開發可自修復的N型半導體材料，來得到可自修復的電晶體元件。本實驗第一部分首先探討Tetrabutylammonium perchlorate (TBAP)離子鹽類摻雜不同比例於N型與P型半導體所造成的影響，有趣的是，當摻雜濃度達5 wt%於P型半導體中可以有效增加記憶功能的性質，使記憶視窗從19 V 上升至 32 V （上升約68%）且電荷載子遷移率不會有明顯的下降，不僅如此，滯留時間的量測也觀察到電荷可以保留超過106秒不會有明顯的消逝，接著由寫入-讀取-抹除-讀取循環測試，可以切換超過100次仍然有很穩定的電流，

該結果說明具有元件良好的耐久性。本研究中的摻雜元件具有良好的載子遷移率與記憶視窗，極具有潛力作為突觸電晶體，因此我們將元件做一系列突觸特徵行為量測，並成功模仿突觸行為，例如：雙脈衝促進、興奮性後突觸電流、刺激時間依賴可塑性，此外與未摻雜元件相比摻雜TBAP後PPF指數更是高達到204%，該研究成功描述一種新穎的方法可以製備神經元元件且不需要複雜的結構，在未來上可以被人造神經元系統上的開發。第二部分，將NDI共軛高分子主鏈嵌入側鏈為醯基之官能基，並混入兩端被修飾為呋喃官能基之PEG高分子製備可透過Diels-Alder reaction機制來得到可自修復效果之電晶體。NDI(OD)為主要提供電荷

傳輸功能之單體，若嵌入的自修複官能基基團越多則會導致電荷遷移率的下降，其中嵌入的比例為10%的時候不僅僅沒有造成電荷遷移率的下降並且具有9.15×10-2 cm2V-1s-1良好的電荷遷移率。以光學顯微鏡觀察將薄膜經由刀片化開後發現藉由加熱達200oC後薄膜會自行癒合，並測定將薄膜拉伸至100%後回放於0%加熱自修複的效果，於一開始被拉伸破壞薄膜後電荷遷移率僅剩餘7.20×10-4 cm2V-1s-1而經加熱200 oC一小時後電荷遷移率最高回復達2.00×10-2 cm2V-1s-1性質回復將近兩個數量級，該研究結果成功提出另一種新的方法適用於自修複N型共軛高分子材料，未來可將突觸電晶體結合

，達到可自修復突觸電晶體。

微電子封裝鎳鈀金導線架可靠度最佳化整合分析研究

為了解決ppf鍍膜的問題，作者劉子銘 這樣論述：

本研究針對Ni/Pd/Au預鍍導線架(LF)，控制各鍍層厚度、鍍Ni條件與Au膜組成，鎖定表面粗糙度、硬度、表面能等表面物理性質對鍍鈀銅線wedge bond以及環氧模壓樹脂(EMC)接合強度之影響進行系統探討。為評估導線架模組可靠度，本研究亦調查濕度敏感等級試驗(MSL Test)包含一連串烘烤(Baking)、吸濕(Soaking)、迴焊(Reflow)加上溫度循環(TCT)等測試對導線架/EMC脫層比例效應。實驗結果顯示，粗糙Ni表面使得Pd/Au鍍膜不均勻，薄Pd薄Au試片wedge bond結合強度最低，pull test破斷處從Heel break轉為Second bond li

ft。使用薄Au膜時，不建議同時採用薄Pd膜。以Au-Ag(3:7 in at%)取代Au，因鍍膜硬度較低，wedge bond強度提高，Ni/Pd/Au與Cu/Pd線介面所形成的Pd+Ag/Cu3Au/Pd+Ag三層結構被Cu-Au-Ag平台取代。EMC/LF之粗糙度效應與wedge bond不同，粗糙度高者EMC/LF剪力強度增加，Au膜表面能較Au-Ag來得高，有助於EMC接合。本研究之Ni/Pd/Au-Ag預鍍導線架之EMC/LF介面可靠度較Ni/Pd/Au者優異許多，推斷粗糙度為主因，平均粗糙度高達155~185nm之Ni/Pd/Au-Ag導線架與EMC介面甚至可以克服MSL2環境參

數測試不產生脫層。