งานวิจัย

ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี (SIFRT)

Facebook
Twitter

ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี หรือในชื่อย่อ “SIFRT” สังกัดหน่วยวิจัยศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์ (TMEC) มีความร่วมมือในงานวิจัยและพัฒนากับหน่วยงานวิจัย สถาบันศึกษา ภาคเอกชนทั้งในประเทศ และระดับนานาชาติ อาทิ โครงการร่วมวิจัยพัฒนา Silicon microchannel heat exchanger ระหว่าง TMEC-ALICE/CERN โครงการรับจ้างวิจัยพัฒนากระบวนการผลิตโครงสร้างระดับจุลภาค Silicon mold ให้กับบริษัทเอกชน เป็นต้น ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี ประกอบด้วย 3 กลุ่มวิจัย ดังนี้

  1. Silicon Process Technology Team (SPT) : กลุ่มวิจัยที่มีความรู้ ทักษะ ความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีกระบวนการการผลิตซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS microfabrication technologies) รวมทั้งประสบการณ์เฉพาะสำหรับการปฏิบัติงานจริงกับเครื่องจักรต่างๆ ในคลีนรูม (Cleanroom) เป็นอย่างดี
  2. ISFET Team (IST) : กลุ่มวิจัยที่มีความรู้ ทักษะ ความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยี ISFET หรือ Ion sensitive field effect transistor ที่ใช้เป็นแพลตฟอร์มของการพัฒนาอุปกรณ์เซ็นเซอร์ที่เรียกว่า เคมีคอลเซนเซอร์ และ ไบโอเซนเซอร์
  3. MEMS Team (MEMST) : กลุ่มวิจัยที่มีความรู้ ทักษะ ความเชี่ยวชาญทางด้านการออกแบบ วิเคราะห์โครงสร้างด้วยการจำลองการทำงาน (Simulation modeling) และการสร้างอุปกรณ์เซ็นเซอร์ และเมมส์ด้วยเทคโนโลยีกระบวนการการผลิตซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS fabrication technologies) รวมทั้งกระบวนการต่างๆ ที่เกิดหลังการผลิตในระดับเวเฟอร์ (Wafer level) เช่น การประกอบตัวถังชิพ (Packaging chip) การทดสอบคุณสมบัติ-ฟังก์ชั่นทางไฟฟ้าต่างๆ (Electrical properties and functional testing) การทดสอบความน่าเชื่อถือ (Reliability) และคุณลักษณะ (Qualification) ของต้นแบบเซ็นเซอร์และเมมส์ที่สร้างขึ้นเพื่อผลักดันให้เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์
SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี
SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี

สารบัญ

วิสัยทัศน์

ส่งเสริม สนับสนุนให้เกิดการศึกษาวิจัย พัฒนา การถ่ายทอด และการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการผลิตอุปกรณ์ประเภทเซ็นเซอร์ (Sensors) เมมส์ (MEMS) รวมทั้งโครงสร้างจุลภาค (Micro-structures) ต่างๆ ลงบนซับสเตรท (Substrate) หรือแผ่นฐานที่เป็นซิลิกอน (Silicon) ด้วยเทคโนโลยีการผลิตซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS fabrication technologies) เพื่อก้าวไปสู่การพัฒนาต่อยอดสู่นวัตกรรมและเทคโนโลยีใหม่ๆ ในอนาคต และมุ่งไปสู่เป้าหมายสูงสุด คือ การสร้างอุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ต้นน้ำในประเทศไทยอย่างเป็นรูปธรรม และแข่งขันได้กับนานาชาติ

พันธกิจ

  1. วิจัย พัฒนา และผลิตอุปกรณ์ประเภทเซ็นเซอร์ (Sensors) เมมส์ (MEMS) รวมทั้งโครงสร้างจุลภาค (Micro-structures) ต่างๆ ลงบนซับสเตรท (Substrate) หรือแผ่นฐานที่เป็นซิลิกอน
  2. วิจัย พัฒนา และผลิตแพลตฟอร์มสำหรับเซ็นเซอร์ด้านเคมี (Chemical sensors) และเซ็นเซอร์ด้านชีวภาพ (Biosensors)
  3. ส่งเสริมให้เกิดระบบนิเวศ (Ecosystem) ของอุปกรณ์เซ็นเซอร์และเมมส์ขั้นสูง (Advanced sensors and MEMS) ภายในประเทศไทย
SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี

เทคโนโลยีหลัก

    1. เทคโนโลยีการผลิตซีมอสและเมมส์ (CMOS-MEMS fabrication technologies) ที่ใช้สำหรับการสร้างอุปกรณ์เซ็นเซอร์ (Sensors) เมมส์ (MEMS) และโครงสร้างจุลภาค (Micro-structures) ชนิกต่างๆ ลงบนซับสเตรท (Substrate) หรือแผ่นฐานที่เป็นซิลิกอน (Silicon)
    2. เทคโนโลยี ISFET หรือ Ion sensitive field effect transistor เป็นแพลตฟอร์มของการพัฒนาเซ็นเซอร์ทำให้เกิดอุปกรณ์ที่เรียกว่า เคมีคอลเซนเซอร์ และไบโอเซนเซอร์ สร้างโดยอาศัยเทคนิคทางด้านการตรึงฟิล์มที่จำเพาะกับสารที่ต้องการวัดบนชั้นซิลิกอนไนไตรด์ ซึ่งเป็นเกทไดอิเล็กทริกของ ISFET ตัวอย่างต้นแบบและงานวิจัยเซ็นเซอร์ด้วยเทคโนโลยี ISFET เช่น ไนเตรทเซนเซอร์ (Nitrate Sensor) ดีเอนเอไบโอเซ็นเซอร์ (DNA biosensor) และ เซ็นเซอร์ตรวจวัดหาเชื้อวัณโรค (TB sensor) เป็นต้น
    SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี

ผลงานเด่น

  • การพัฒนา photonic array biosensor และ ISFET-based sensors เพื่อการตรวจวัดสารพิษจากเชื้อรา [2018-ปัจจุบัน]
  • ผลงานต้นแบบ “Handheld real time ISFET based Nitrate” ได้รับรางวัลเหรียญเงิน (Silver Medal Award) จากเวทีประกวดสิ่งประดิษฐ์ 2017 Taipei International Invention Show & Technomart Invention Contest จัดที่ Taipei World Trade Center ระหว่างวันที่ 28-30 กันยายน 2560 ณ เมืองไทเป ไต้หวัน [2017]
  • การพัฒนาอิมมูโนเซนเซอร์ (Immunosensor) ที่อาศัยเทคนิคการวัดระดับความเข้มข้นของไอออน (Ion-sensitive field-effect transistor- หรือ ISFET) ชนิดที่มี sensing membrane เป็นซิลิกอนไนไตรต์ (Silicon nitride) สำหรับการตรวจหาเชื้อ Ag85B ของวัณโรค [2016]
  • การพัฒนาเซ็นเซอร์ยูเรียที่ไม่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์โดยใช้พื้นผิวโพลิเมอร์โพลีเมอร์ที่ถูกดัดแปลงสภาพให้เหมาะสำหรับการตรึงชั้นฟิล์มดังกล่าวลงบนโครงสร้าง ISFET (Ion-sensitive field-effect transistor) เซ็นเซอร์ [2016]
  • การพัฒนาต้นแบบของเซ็นเซอร์ไนเตรตที่ทนทานโดยเทคนิคการปรับสภาพพื้นผิว รวมถึงการเร่งผลักดันให้เกิดต้นแบบเชิงพาณิชย์ในอนาคต [2016-ปัจจุบัน]
  • การพัฒนาเทคนิคการตรวจวัดคุณภาพจุลินทรีย์ methanogens ในระบบบำบัดน้ำเสียแบบไร้อากาศ [2016-ปัจจุบัน]
  • การพัฒนาต้นแบบเซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure sensor) ชนิดเปียโซรีซิสทีป (Piezo-resistive) โดยใช้กระบวนการผลิตซีมอส-เมมส์ในระดับไมครอนบนซับสเตทชนิดซิลิกอน เซ็นเซอร์นี้สามารถใช้วัดระดับความดันในช่วง 0-30 บาร์ ทำให้สามารถประยุกต์ใช้งานด้านต่างๆ ทั้งในภาคการเกษตร อุตสาหกรรม การแพทย์ เป็นต้น และการออกแบบพัฒนาต้นแบบเซ็นเซอร์วัดความดันที่สูงขึ้นถึงระดับ 50 บาร์สำหรับการใช้งานเฉพาะทางในอนาคตอันใกล้ [2013-ปัจจุบัน]
  • การพัฒนากระบวนการผลิตหัววัด/เซ็นเซอร์ความดันเพื่อใช้กับสายวัดแรงดันในหลอดเลือดหัวใจ (Pressure wire) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของบริษัท RADI Medical Systems AB ประเทศสวีเดน (ปัจจุบันได้ควบรวมกิจการกับบริษัท Saint Jude Medical ในสหรัฐอเมริกา) เพื่อช่วยในการตรวจวัดความดันในหลอดเลือดหัวใจสำหรับผู้ป่วยที่เป็นโรคเส้นเลือดหัวใจตีบได้อย่างแม่นยำ โดยทำการพัฒนาต้นแบบหัววัดความดันโลหิตในเส้นเลือดจนถึงส่งมอบผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์จำนวน 400,000 หัววัด รวมทั้งหมด 5 รุ่น [2004-2013]
  • การพัฒนากระบวนการผลิต (Fabrication) สำหรับการสร้างต้นแบบซิลิกอนเมมส์ไมโครโฟน (Si MEMS microphone) รุ่นแรก โดยโครงสร้างเมมส์ไมโครโฟนมีไดอะแฟรม (Diaphragms) หรือ เมมเบรน (Membrane) ทำหน้าที่เป็นตัวรับคลื่นเสียง ซึ่งทำมาจากฟิล์มซิลิกอนบางๆ ที่มีคุณภาพสูงและมีโครงสร้างจุลภาคแบบอิพิแทกเซียล (Epitaxially grown silicon) และ รุ่นที่สองมีโครงสร้างไดอะแฟรมที่สร้างจากฟิล์มบางโพลีซิลิกอน (Polysilicon) [2015-ปัจจุบัน]
  • การพัฒนากระบวนการผลิตเมมส์ และสร้างต้นแบบไจโรสโคปรุ่นแรก [2019–ปัจจุบัน, สถานะอยู่ระหว่างขั้นตอนการพัฒนาร่างข้อเสนอโครงการร่วมกับบริษัทเอกชน/สตาร์ทอัพ]
SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี
SIFRT ทีมวิจัยเชิงอุตสาหกรรมบนซิลิกอนเทคโนโลยี
 

บุคลากรและความเชี่ยวชาญ

  • I. Silicon Process Technology Team (SPT)
    • นาย จักรพงศ์ ศุภเดช (หัวหน้ากลุ่มวิจัย) : เมมส์ไมโครโฟน (MEMS microphone), การพัฒนากระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS process integration), การกัดด้วยไอสารเคมีชนิดพลาสม่า (Plasma etching: RIE, ICP & Si DRIE)
    • นาย นิมิต สมหวัง : กระบวนการการยิงฝังประจุ (Ion-implantation), กระบวนการกัดด้วยสารเคมี (WET chemical etching)
    • นางสาว รัตนาวรรณ เมนะเนตร : กระบวนการการสร้างลวดลายวงจรรวม (Photo-lithography), การออกแบบ และสร้างลวดลายวงจรรวมบนกระจกต้นแบบ (Mask/reticle design, layout and tape-out)
    • นาย อาคม ศรีหาเพท : กระบวนการการสร้างฟิล์มบางด้วยไอสารเคมีชนิด พลาสม่า (Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD), การออกแบบและสร้างสิ่งประดิษฐ์สามมิติ (3D-printing design and modeling)
    • นาย เอกชัย ชุ่มมะโน : กระบวนการทำความสะอาดแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ (Wafer cleaning), กระบวนการกัดด้วยสารเคมี (WET chemical etching)
    II. ISFET Team (IST)
    • นายวิน บรรจงปรุ (หัวหน้ากลุ่มวิจัย) : เทคโนโลยีฐาน ISFET สำหรับการประยุกต์ใช้ทางเคมีและชีวภาพ (ISFET platform for chemical and biological applications), การพัฒนากระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS process integration), การเคลือบฟิล์มบางแบบสปัตเตอริง (Sputtering)
    • นายวรพันธุ์ ไชยศรีรัตนากุล : เทคโนโลยีการสร้างเมมเบรนสำหรับตรวจวัดด้วยวัสดุพอลิเมอร์ (Polymer sensing membrane technologies)
    • นายอวิรุธิ์ ศรีสุวรรณ์ : การสร้างขั้วไฟฟ้าอ้างอิงชนิดของแข็ง (Planar solid state reference electrode), กระบวนการกัดด้วยไอสารเคมีชนิดพลาสมา (Plasma etching – RIE)
    • นายอภิรักษ์ ผันเขียว : การควบคุมคุณภาพอุปกรณ์ ISFET (Quality control of ISFET devices), กระบวนการกัดด้วยสารเคมี (WET chemical etching), กระบวนการออกแบบและสร้างลวดลายวงจรรวมบนกระจกต้นแบบ (Photolithography)
    • นายณัฐพัชร์ ธรณ์ญาณาเดชา : เทคโนโลยีการประกอบตัวถังอุปกรณ์วงจรรวม เซ็นเซอร์และเมมส์ขั้นสูง (Advanced integrated circuits (ICs), sensors and MEMS packaging technologies)
    • นายสมเกียรติ แก้วหน่อ : การเคลือบฟิล์มบางแบบสปัตเตอริง (Sputtering)
    • คุณปัญญสิริย์ ธาดาวรวิทย์ : กระบวนการกัดด้วยไอสารเคมีชนิดพลาสมา (Plasma etching – RIE)
    III. MEMS Team (MEMST)
    • นส. หวานจิตร รัตนสนธิ (หัวหน้ากลุ่มวิจัย) : เมมส์ไมโครโฟน (MEMS microphone), เซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure Sensor), เมมส์ไจโรสโคป (MEMS Gyroscope), ตัวเก็บเกี่ยวพลังงานระดับจุลภาค เช่น พลังงานจากความร้อน การสั่นสะเทือน (Micro-energy harvesting devices e.g., thermal, vibration), กระบวนการผลิตระดับจุลภาคสำหรับไอออนแทรพชิพ (Microfabrication ion trap chips), กระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีซีมอส-เมมส์, การวิเคราะห์และทดสอบสมบัติต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ด้วยเทคนิคต่างๆ รวมทั้งการหาสาเหตุของการเกิดของเสีย (CMOS-MEMS fabrication process, device characterization and failure analysis)
    • นายพุทธพล เพ็งพัด : เซ็นเซอร์วัดความชื้นที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีซีมอส-เมมส์ CMOS-MEMS รุ่นที่มีไมโครฮีตเตอร์ในตัว (CMOS-MEMS humidity sensor integrated with micro heater) และรุ่นที่มีชั้นฟิล์มบางกราฟีนที่ช่วยให้คุณสมบัติเชิงเส้นของการ sensing ดีขึ้น (Graphene-based humidity sensor for linearity improvement of sensing curves), เซ็นเซอร์วัดแรงดัน (Pressure sensor), กระบวนการให้ความร้อนและลดความร้อนแบบรวดเร็ว (Rapid thermal processing, RTP)
    • นายการุณ แซ่จอก : เซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure sensor), กระบวนการยิงฝังประจุ (Ion-implantation)
    • นายเอกลักษณ์ เชาว์วิชารัตน์ : เมมส์ไมโครโฟน (MEMS microphone), เซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure sensor), เมมส์ไจโรสโคป (MEMS Gyroscope), เซ็นเซอร์วัดความเร่ง (Accelerometer), กระบวนการผลิตด้วยเทคโนโลยีซีมอส-เมมส์ (CMOS-MEMS fabrication process)
    • นายชนะ ลีภัทรพงศ์พันธ์ : เมมส์ไมโครโฟน (MEMS microphone), เซ็นเซอร์วัดความดัน (Pressure sensor), เซ็นเซอร์วัด สนามแม่เหล็ก (Magnetic sensor), กระบวนการทําออกซิเดชั่นแบบเปียก/แห้ง (Wet/Dry oxidation), กระบวนการสร้างชั้นฟิล์มบาง (Thin-film deposition), กระบวนการทำความสะอาดแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ (Wafer cleaning)
    • นายวัชรพงค์ เผ่าสังข์ทอง : กระบวนการการสร้างลวดลายวงจรรวม (Photo-lithography), เทคโนโลยีการเก็บเกี่ยวพลังงาน (Energy harvesting technology) (*ลาศึกษาต่อต่างประเทศ)