李天錫 - 國立中央大學機械工程學系

關於機械系-師資

李天錫 Lee, Benjamin Tien-Hsi

教授

辦公室(Office)：E4-363
傳真電話(Fax)：03-4254501
E-mail：benlee@ncu.edu.tw

學經歷
Education & Experiences

學歷 (Education)
1994 ~ 1998 Ph.D. in Electronic Materials, Duke University, Durham, NC, USA (Advisor: Prof. Ulrich Gösele)
1990 ~ 1991 M.S. in Materials Science, University of California – San Diego, La Jolla, CA, USA (Advisor: Prof. John Kosmatka)
1984 ~ 1988 B.S. in Mechanical Engr., National Central University, Taiwan ROC; 國立中央大學機械工程學系工程學士

經歷 (Experience)
2004~ Current Professor, National Central University, Dept. Mechanical Engr., Taiwan ROC; 國立中央大學 /機械工程學系/材料科學與工程研究所/助理教授、副教授、教授
2000 ~ 2003 R&D Engineer, DiCon Fiberoptics, Inc., Berkeley, CA, USA; 先進技術部門/研發工程師
1999 ~ 2000 Researcher, Industrial Tech. Research Inst., Taiwan ROC; 工業技術研究院, 工業材料研究所/微感測器實驗室/研究員

專業學會會員 (Member of Professional Society)
Senior Member of Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE 資深會員)
Member of American Chemistry Society
Member of Electrochemical Society

志工 (Volunteering)
桃園市聲暉協進會顧問
蒲公英聽語協會顧問

其他 (Other)

財團法人中華民國證券櫃檯買賣中心股票上櫃審查/產業專家

國立成功大學奈米積體電路工程碩士/博士學位學程/評鑑委員

教授課程
Courses Taught

矽晶圓材料及其應用 (Silicon Materials and Applications)
半導體晶圓鍵合科學與技術 (Semiconductor Wafer Bonding Science and Technology)
專利判讀與技術設計 (Patent Study and Technology Design)
材料科學與工程(Materials Science and Engineering)

研究專長
Research Areas

1〉5G Core Materials
＊奈米級絕緣層矽晶圓量產技術 (Manufacturing Technology of Nanoscale Silicon on Insulator Wafer)
＊碳化矽晶圓薄膜轉移及快速薄化技術 (Layer Transfer and Rapid Thinning of Silicon Carbide Wafer)
＊氮化鎵晶體薄膜轉移技術 (Layer Transfer of Bulk Gallium Nitride)

2〉Energy and Photonics Material Processing
＊多孔矽基光電能源材料 (Porous Silicon-Based Optoelectronics Energy Materials)
＊奈米級電化科學及應用 (Nanoscale Electrochemistry Science and Applications)
＊奈米單晶薄膜轉移科學與技術 (Nanoscale Single-Crystal Layer Transfer Science and Technology)

3〉Advanced Manufacturing Technology
＊半導體晶圓鍵合科學與技術 (Semiconductor Wafer Bonding Science and Technology)

4〉Patent and IP Study
＊專利研讀及迴避設計 (Patent Study and Design Around)

5) Emerging Research Topics
＊半導體材料固相快速蝕刻製程（Rapid Solid-Etching Process for Semiconductor Materials)

實驗室 NanoClub
Laboratory-NanoClub

(1) 2022-2023 (112 學年度)招收研究所新生：
碩士班 4 名（已收兩名五年雙學位生，餘兩名 )
博士班 2 名
在職碩士班 2 名

(2) 實驗室：奈米俱樂部 E4-357

(3) 研究項目與目標
(a) SiC 基板快速薄化及拋光技術。目標：比現有技術 > 10倍速。
(b) SiC 基板翻量技術。目標：翻量 > 100倍。
(c) Si 奈米晶製作理論與發展。目標：突破發白光瓶頸。
(d) AI 人工智慧聽覺輔具開發製造。

(更新日：July. 16, 2022)

個人網頁
Personal Webpage

Personal webpage: www.waferbonding.com

論文著作 Publications

Publication
題目	作者姓名	期刊名稱	出版年份	期別及起訖頁數	期刊種類
Utilization of Low Wavelength Laser Linking with Electrochemical Etching to Produce Nano-scale Porous Layer on P-type Silicon Wafer with High Luminous Flux	Philip Immanuel, Chao-Ching Chiang, Benjamin Tien-Hsi Lee, Sikkanthar Diwan Midyeen, Song-Jeng Huang	ECS Journal of Solid State Science and Technology	2021	Vol.10, No.1, 016003	SCI
Fusion Bonding of Copper and Silicon at -70°C by Electrochemistry	Po-Yen Chien, Lin Cheng, Cheng-Ying Liu, Jhong-En Li, Benjamin Tien-Hsi Lee*	Acta Materialia	2021	V. 204 (2021) 116486	SCI
Forming a Photoluminescent Layer on Another Surface in the Dark through Lasering of N-type Silicon in an Electrolyte	Heng-Chun Tai, Chao-Ching Chiang, and Benjamin Tien-Hsi Lee*	ACS Omega	2020	5, 41, 26497–26503	SCI
Photoluminescent or Blackened Silicon Surfaces Synthesized with Copper-assisted Chemical Etching - for Energy Applications	Ken-Hua Kuo , Wei-Hao Ku, and Benjamin Tien-Hsi Lee*	ECS Journal of Solid State Science and Technology	2020	Vol. 9, No. 2	SCI
Annihilating Pores in the Desired Layer of a Porous Silicon Bilayer with Different Porosities for Layer Transfer	C.-C. Chiang and Benjamin T.-H. Lee*	Scientific Reports	2019	9, 12631	SCI
A fully encapsulated piezoelectric–triboelectric hybrid nanogenerator for energy harvesting from biomechanical and environmental sources	C. Y. Chen, C. Y. Tsai, M. H. Xu, C. T. Wu, C. Y. Huang, T.-H. Lee, and Y. K. Fuh	eXPRESS Polymer Letters	2019	Vol.13, No.6, 533–542	SCI
Rapid Fabricating sub-50 nm FD-SOI by Secondary Ion-Cut Processing	Benjamin T. -H. Lee*, Y. -L. Chang, C.-H. Huang, C. -C. Ho, F.-S. Lo, and Y. -R. Hwang	2018 IEEE SOI-3D-Subthreshold Microelectronics Technology Unified Conference (S3S), San Francisco CA ,USA	2018	1-2	EI
Near-Field Electrospun Piezoelectric Fibers as Sound-Sensing Elements	Tien-Hsi Lee, Chun Yu Chen, Chen Yu Tsai, and Yiin Kuen Fuh	Polymers	2018	10(7), 692	SCI
Rapid Fabrication of 100-nm or Thinner Fully Depleted Silicon-on-Insulator Materials for Ultralow Energy Consumption	Benjamin T.-H. Lee*, Ching-Han Huang, Chia-Che Ho, and Fa-Sain Lo	ACS Applied Nano Materials	2018	1(5), 2414-2420	SCI
Communication--Effect of Free-Carrier Absorption on an Anodized Silicon Surface for Producing Dense and Uniform Nanocrystals	Benjamin T.-H. Lee* and C.-C. Chiang	Journal of the Electrochemical Society	2018	165 (3), H99-H101	SCI
Free-Carrier Absorption Assisted Photoelectrochemistry of Silicon	Benjamin T.-H. Lee*, C.-C. Chiang and Yean-Ren Hwang	ECS Transactions	2017	80 (10) 1113-1125	EI
Measurement of Thickness of High-Resistivity Substrate By Photoconduction Enhanced Capacitance Displacement Sensor	Benjamin T. -H. Lee* and M. -C. Lin	ECS Transactions	2017	77 (11), 1747-1752	EI
Nanoscale Layer Transfer by Hydrogen Ion-Cut Processing: A Brief Review Through Recent U.S. Patents	Benjamin T.-H. Lee*	Recent Patents on Nanotechnology	2017	11(1), 42-49	SCI
Eliminating Thickness Measurement Uncertainty of Capacitive Displacement Sensor in High Resistivity Substrate by Photoconduction	Benjamin T.-H. Lee* and M. -C. Lin	ECS Journal of Solid State Science and Technology	2017	6(5) 323-325	SCI
Sharpening Si nanocrystals on the bulk surface by nanoscale electrochemistry thru controlling the hole current with the irradiation of near-infrared laser	C.-C. Chiang and T. -H. Lee*	JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY	2016	163 ( 9), E258-E262	SCI
Inhibition Effect of a Laser on Thickness Increase of P-type Porous Silicon in Electrochemical Anodizing	C. -C. Chiang , Pi-Chun Juan, and T. -H. Lee*	Journal of the Electrochemical Society	2016	163 (5) H265-H268	SCI
The Suppression Effect of 830nm Laser Irradiation on Porous Silicon Formation	C. -C. Chiang, Y.-C Huang, P.- C. Juan, F. -S. Lo, and T. -H. Lee*	ECS Transactions	2015	69(35): 1-7	EI
Modeling a thermionic energy converter using finite-difference time-domain particle-in-cell simulations	F. -S. Lo, P. S. Lu, B. Ragan-Kelley, A. Minnich, T. -H. Lee, M. C. Lin, and J. P. Verboncoeur	Physics of Plasma	2014	21, 023510	SCI
Effect of Microwave Processing on Oxygen Plasma-Assisted Bonding Enabling Rapid Layer Transfer	C. -C. Ho, F. S. Lo, S. C. Jeng, J. -H. Li, H. -H. Chang, and T. -H. Lee*	ECS Solid State Letters	2014	3(1) P4-P6	SCI
Increasing More Bonding Energy in Nitrogen Plasma-activated Wafer Bonding by HF-dip	F. -S. Lo, C. C. Chiang, C. Li, and T. -H. Lee	ECS Solid-State Letters	2014	3 (8) P102-P104	SCI
Thermal Stress Induced Thin Film Transfer from Single-crystal Silicon Layer on Sapphire Substrate	F. S. Lo, R. Y. Xu, C. C. Ho, C. Li, and T. -H. Lee*	Integrated Ferroelectrics	2013	144.1: 73-78	SCI
HFH2O2 Etching for Removal of Damage Layer on As-Transferred Si Layer Formed by Ion-Cut Process	C.-C. Ho, C.-H. Huang, B.-S. Chen, Y.-H. Su, K.-J. Chen, C.-S. Hsu and T.-H. Lee*	ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS	2010	13(7)	SCI
Low Stress Silicon Layer Transfer onto Quartz Through Hydrogen Capture within Si (BGe) Buried Layer	C.-H. Huang, C.-C. Ho, S.-C. Jeng, and T.-H. Lee*	ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS	2009	Vol. 12, No. 12, H423-H425	SCI
Superplasticity of AA5083 alloy as processed by equal channel angular extrusion	Hsin-Hwa Chen, Jian-Yih Wang, Jye Lee, Shyong Lee, Tien-Hsi Lee*	Journal of Alloys and Compounds	2008	460 (2008) 305–308	SCI
Nanoscale thick layer transfer of hydrogen-implanted wafer by using polycrystalline silicon sacrificial layer	T.-H. Lee*, C.-H. Huang, Y. Y. Yang, P. W. Li, and T. Suryasindhu	Applied Physics Letters	2007	91, 203119	SCI
Fabrication of a Nanoscale Single-Crystalline Silicon Thin Film	T.-H. Lee*, C.-H. Huang, Y.-Y. Yang, P.-W. Li, T. Suryasindhu, and S. Lee	ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS	2007	10 (7) K17-K19	SCI
Ammonium Hydroxide Effect on Low-Temperature Wafer	Y.-L. Chao, Q.-Y. Tong, T.-H. Lee, M. Reiche, R. Scholz, J. C. S. Woo, and U. Goesele	ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS	2005	8 (3) G74-G77	SCI
Onset of blistering in hydrogen-implanted silicon	L.-J. Huang, Q.-Y. Tong, Y.-L. Chao, T.-H. Lee, T. Martini, and U. Gosele	APPLIED PHYSICS LETTERS	1999	74, 982	SCI
Wafer bonding for microsystems technologies	U. Goele, A. Schumacher, G. Krauter, M. Reiche, A. Plosl, P. Kopperschmidt, T.-H. Lee, and W.-J. Kim	Sensors and Actuators A	1999	74 (1999) 161–168	SCI
Fundamental issues in wafer bonding	U. Gosele, Y. Bluhm, G. Kastner, P. Kopperschmidt, G. Kraamputer, R. Scholz, A. Schumacher, St. Senz, Q.-Y. Tong, L.-J. Huang, Y.-L. Chao, and T. H. Lee	J. Vac. Sci. Technol. A	1999	17 (4), P1145-P1152	SCI
Si and SiC layer transfer by high temperature hydrogen implantation and lower temperature layer splitting	Q.-Y. Tong, T.-H. Lee, et. al.	Electronics Letters	1998	34(4):407 - 408	SCI
A “smarter-cut” approach to low temperature silicon layer transfer	Q.-Y. Tong, R. Scholz, U. Gosele, T.-H. Lee, L.-J. Huang, Y.-L. Chao, and T. Y. Tan	Applied Physics Letters	1997	72 (49)	SCI
The Role of Surface Chemistry in Bonding of Standard Silicon Wafers	Q.-Y. Tong, T.-H. Lee, U. Gosele, M. Reiche, J. Ramm and E. Beck	Journal of the Electrochemical Society	1997	144(1) P384-P389	SCI
Self-Powered Hybrid Multifunctional Sensor for Human Biomechanical Monitoring Device	Yeh Hsin Lu, Hsiao Han Lo, Jie Wang, Tien-Hsi Lee, Yiin Kuen Fuh	Applied Sciences	2021	11(2), 519	SCI
Surface activation of poly(methyl methacrylate) for microfluidic device bonding through a H2O plasma treatment linked with a low-temperature annealing	Philip Nathaniel Immanuel, Chiang Chao-Ching, Chung-Rong Yang, Murugan Subramani, Tien-Hsi Lee and Song-Jeng Huang	Journal of Micromechanics and Microengineering	2021	Vol.31 No.5 055004	SCI
Low-Temperature Rough-Surface Wafer Bonding with Aluminum Nitride Ceramics Implemented by Capillary and Oxidation Actions	Shao-Ming Nien, Jian-Long Ruan, Yang-Kuao Kuo, and Benjamin Tien-Hsi Lee*	Ceramics International	2022	Volume 48, Issue 6, 15 March 2022, Pages 8766-8772	SCI

研究計畫 Research Projects

職分	參與者	計畫名稱	執行期限	補助單位	金額
主持人	李天錫	科技部111年科研創業計畫：SiC第三類半導體晶圓材料快速薄化	08/01/2022-07/31/2023	科技部	4,200,000
主持人	李天錫	表面氫鍵晶圓接合技術研究	03/01/2022-11/30/2022	國家中山科學研究院	600,000
主持人	李天錫	在重摻雜N型半導體或高純度矽晶材料中轉換介面壁壘型態使電洞流為主控電流，以進行表面陽極氧化合成奈米結構	2021-08-01 ~ 2024-07-31	科技部	4,200,000
主持人	李天錫	整合電化學及微波化學原理開發綠色高性能薄化與拋光製程	2021-08-01 ~ 2022-07-31	科技部	717,000
共同主持人	廖顯奎、徐世祥、黃升龍、丘群、李天錫、楊富量	基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用(4/4)	2021-08-01 ~ 2021-07-31	科技部	9,600,000
主持人	李天錫	全方位SOI基板製作之研究 (原500萬，因疫情無法送國外，遂教導公司自製減資退250萬）	2020-11-01 ~ 2021-12-31	合晶科技	2,500,000
主持人	李天錫	凡得瓦力晶圓鍵合研究	2021-02-01 ~ 2021-11-31	國家中山科學研究院	600,000
共同主持人	廖顯奎、徐世祥、黃升龍、丘群、李天錫、楊富量	基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用	2020-08-01 ~ 2021-07-31	科技部	10,500,000
主持人	李天錫	研究用蕭特基勢壘在電化學中的電荷積累效應以開發出無光源陽極化Ｎ型矽技術	2019-08-01 ~ 2021-07-31	科技部	3,067,210
共同主持人	廖顯奎、徐世祥、黃升龍、丘群、李天錫、楊富量	基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用(4-2)(108-2218-E-011-009-)	2019-08-01 ~ 2020-07-31	科技部	12,500,000
主持人	李天錫	深冷電化學在矽基板上合成奈米晶之研究	2018-08-01 ~ 2019-7-31	科技部	1,155,000
子計畫四主持人	廖顯奎、徐世祥、黃升龍、黃崧任、李天錫、楊富量	基於矽光子技術之快速多模組醫學檢測研發與應用(4-1)	2018-08-01 ~ 2019-07-31	科技部	14,000,000
主持人	李天錫	低溫光電化學直接在矽基板上合成奈米晶之研究	2017-08-01 ~ 2018-07-31	科技部	1,023,000
主持人	李天錫	以對稱鍵合結構抵銷熱應力實現異質材料晶圓鍵合及薄膜轉移之研究 (II)	2016-08-01 ~ 2017-07-31	科技部	750,000
主持人	李天錫	以對稱鍵合結構抵銷熱應力實現異質材料晶圓鍵合及薄膜轉移之研究 (I)	2015-08-01 ~ 2016-07-31	科技部	955,000
子計畫三主持人	王立康、張正陽、陳一塵、阮弼群、李建階、李昭德、李天錫	國立清華大學光電工程研究所，科技部國家型科技計畫：大尺寸且厚度≦50μm之超薄矽晶太陽能電池創新研究	2014-04-01 ~ 2015-07-31	科技部	8,000,000
主持人	李天錫	產學合作：奈米尺度半導體材料薄膜轉移技術	2008-01-01 ~ 2009-06-30	中國砂輪有限公司	17,000,000

榮譽事蹟 Honors and Awards

類別	年度及說明
教育領域	2022年國立成功大學奈米積體電路工程碩士/博士學位學程/評鑑委員
產業領域	2022年財團法人中華民國證券櫃檯買賣中心股票上櫃審查/產業專家
A. 產學合作：	2008-2009 年與中國砂輪公司再生晶圓部門合作 (主持人，$17,000,000/year)
	2014-2018 年與台積電先進製程部門合作突破 EUV 光罩技術瓶頸 (共同發明人，EUV pellicle 光罩美國專利三件)
	2021年與合晶科技進行產學合作 (主持人，$5,000,000/year)
B. 學界合作：	清華大學光電工程研究所（共同主持人，2014 科技部國家型研究計劃：$8,000,000/ year）
	臺灣科技大學電子工程研究所（共同主持人，2018-2022 科技部矽光子旗艦計畫： ~$45,000,000/ 4 years）
D. 學研合作：	工業技術研究院綠能所（主持人，2013 經濟部科專計劃）
	國家中山科學院（主持人，2021年、2022年專案研究計畫）
	D. 2013年經濟部國際發明暨技術交易展：金牌獎

專利 Patents

類別	專利申請案件名稱	國別	發明人	提申案號/證書號/權利期間	專利簡介
發明專利	一種強化半導體基板表面製程方法	中華民國	李天錫	110110030/ 2021	第三代半導體材料之快速基板減薄、表面拋光技術。
發明專利	Rapidly Thinning Silicon Carbide By Anodization	United States of America	李天錫	63165180/ 2021	A rapid and cost-effective processing for thinning and polishing the 3-generation semiconductor substrate, such as SiC, GaN, etc.
發明專利	一種在基板上製作薄膜方法	中華民國	李天錫	108111112 NA 2019--2039	應用 Ion-Cut 原理製作低於 50 nm 厚度以下單晶薄膜
發明專利	Method of making an extreme ultraviolet pellicle	United States of America	Chih-Tsung Shih, Tien-Hsi Lee*, Chia-Jen Chen, Shang-Chieh Chien, Shinn-Sheng Yu, Jeng-Horng Chen, Anthony Yen	20160109798 9442368 2016-2035	台積電 EUV (極紫外光) 光刻製程關鍵技術專利
發明專利	Method of making an extreme ultraviolet pellicle	United States of America	Chih-Tsung Shih, Tien-Hsi Lee*, Chia-Jen Chen, Shang-Chieh Chien, Shinn-Sheng Yu, Jeng-Horng Chen, Anthony Yen	20160363857 9664999 2016-2035	台積電 EUV (極紫外光) 光刻製程關鍵技術專利
發明專利	一種在表面吸附離子形成偶極來鍵合基板的方法	中華民國	李天錫	104114705 I556283 2016-2035	一種利用在表面吸附離子形成偶極(dipole)來低溫鍵合基板的方法。
發明專利	Method of making an extreme ultraviolet pellicle	United States of America	Chih-Tsung Shih, Tien-Hsi Lee*, Chia-Jen Chen, Shang-Chieh Chien, Shinn-Sheng Yu, Jeng-Horng Chen, Anthony Yen	2014259194 9256123 2014-2034	台積電 EUV (極紫外光) 光刻製程關鍵技術專利
發明專利	一種製作可轉移性晶體薄膜的方法	中華民國	李天錫	098142691 I451474	首先在該氧化鋁基板表面依序生長一金屬氮化物薄膜層、一非晶薄膜層於該金屬氮化層上、使薄膜層於該非晶薄膜層上再結晶形成單晶薄膜層。
發明專利	具薄膜之基板結構製造方法及其基板結構	中華民國	李天錫; 賴朝松; 黃敬涵; 何嘉哲; 巫秉融; 鄭守鈞	097134082 I485750	本發明藉由摻雜氫離子，以使得氫離子添入脆化層中，並可利用輸入能量處理，而脆化碎裂脆化層以分離元件層與原始基板。由於氫離子係以摻雜之方式添入脆化層中，因此元件層的晶格結構在摻雜氫離子的過程中不會受到破壞而損傷。
發明專利	表面平滑處理方法	中華民國	李天錫; 陳秉翔; 黃敬涵; 何嘉哲	097134092 I479552	本發明藉由具選擇性蝕刻之拋光溶液平滑薄膜層表面。藉由本發明之實施可縮短薄膜層表面處理時間，同時達到表面平滑之幼纂C
發明專利	薄膜製造方法	中華民國	李天錫; 黃敬涵; 張朝喨; 楊耀渝	097121038 I469252	本發明係為一種薄膜製造方法，發明核心在於形成犧牲層於蝕刻停止薄膜層上；應用犧牲層大幅減少轉移之薄膜厚度低於100nm。
發明專利	在基板上製作薄膜方法	中華民國	李天錫	092132202 I290342	本專利是最早應用微波技術於半導體製程之專利。
發明專利	在基板上製作薄膜方法	中華民國	李天錫	089103407 142642 2000-2020	本發明係揭露一種薄膜轉移的方法，用來將一薄膜層自一供應基板中分離並轉移至一需求基板表面。
發明專利	Producing a transferred layer by implanting ions through a sacrificial layer and an etching stop layer	United States of America	Lee; Tien-Hsi (Taipei, TW), Huang; Ching-Han (Bade, TW), Chang; Chao-Liang (Sanchong, TW), Yang; Yao-Yu (Taipei, TW)	12999,452 8,088,67 2009-2029	一種應用晶圓鍵合技術製作深紫外光(EUV)光罩薄膜方法，協助製作7 nm 以下元件。
發明專利	Methods for transferring a layer onto a substrate	United States of America	Tien-Hsi Lee	10454,099 7,459,025 2003-2023	用磊晶材料技術製作高必v、驅動元件、內燃機高溫感測元件之關鍵材料，SOI材料製造技術。
發明專利	Manufacturing method of a thin film on a substrate	United States of America	Tien-Hsi Lee	09630,531 6,486,008	製作5G、物聯網、汽車感測元件之關鍵材料，100 nm以下SOI晶圓材料製造技術。

李天錫 Lee, Benjamin Tien-Hsi

論文著作 Publications

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榮譽事蹟 Honors and Awards

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