閘極顯影之製程步驟其實和源極/汲極顯影步驟十分相似，同樣採用反轉 AZ 5214E 光阻的製程，因此將不再重述閘極顯影的流程內容。比較要特別注意的是邊緣光阻影響 對準的問題，此問題雖說在其它製程也會發生，但由於閘極線寬僅有 2μm 的小線寬，
且此線寬和源極/汲極間隔只相距 1μm，因此四周殘餘邊緣光阻在樣品和光罩接觸時，
即便只產生微小的偏斜也會使閘極碰觸到源極或汲極，進而造成元件失效。金屬沉積部 份，同源極/汲極金屬沉積製程流程，首先將做完閘極顯影的樣品進行 UV Ozone 與(HCl：
H2O)＝(1：10)之溶液 Dip 後，放進 E-Gun 中，蒸鍍金屬( Ti/Au = 20/200 nm )。鍍完 金屬後再 lift-off 移除不需要光阻和金屬的區域，再以 D.I Water 清洗殘餘丙酮並以 N2吹乾樣品便完成了我們場效電晶體元件製程了。
3.3 量測系統
這個章節主要是在介紹實驗中主要用到的三個量測系統的架設，其中包含(1)光激 螢光量測系統。(2)室溫環境下電性量測系統。(3)可變溫環境下之電性量測系統。以下 將各別詳述此三項量測系統。
3.3.1 光激發螢光量測系統
藉由光激發螢光量測系統分析光激發螢光之資料，可得知樣品量子點層之情況。因 此在每一片樣品磊晶結構完成後，都會先使用 PL 系統去確認量子點磊晶結果，再去進 行蕭基二極體或場效電晶體製程。簡易來說所謂的螢光就是物質接收能量後放出電磁輻 射的一種機制。故光激發螢光系統，是將一道能量大於材料能隙之雷射光入射於樣品表 面之上。對本研究中使用的實驗樣品而言，GaAs 層會在吸收了此入射光源的能量後，激 發價電帶中的電子躍遷到導電帶之中，並在價電帶中遺留下一電洞，形成了電子-電洞 對，但此時的狀態並不穩定，因此當趨近於熱平衡時，導電帶中的激發電子必會順著最 小能隙，即量子點層掉回到價電帶之中，期間也將以光子或聲子之方式釋放出能量，如 圖 3.5 所示。最後藉由觀察樣品激發後所發出特定波長強度便可判定量子點的磊晶結果 [26~32]。
圖 3.5、光激螢光量測發光機制。
圖 3.6、光激螢光量測系統示意圖。
本實驗室的光激發螢光系統架構如圖 3.6 所示，一開始利用波長為 488 nm 的氦氖 雷射來當激發樣品之光源，並先藉由衰減片 1、2 來調降雷射之出光功率，接著以 Mirror-1、Mirror-2 來改變雷射行進之方向使整體光激螢光量測系統能更符合在有限面 積之光學桌上的布置。並利用對焦片-1、對焦片-2 上可開閉之圓孔來精確操控雷射行進 之方向，以便我們能更有效率地將雷射光入射到小面積的反射鏡上，此小面積的反射鏡 會將雷射反射到樣品上去激發樣品光出來。在此其間利用 Chopper 摒除如日光燈之雜訊 以提高訊雜比以及積分球去量測入射至樣品之雷射功率之大小。再來利用 Focal lens-1、2 來聚焦樣品光以及雷射濾光片讓樣品光成為唯一進入分光儀之光源，最後利 用偵測波長為 1~1.5 μm 的 InGaAs detector 以及將電流訊號轉為電壓訊號的 Lock-in amplifier，就可以在電腦上觀看到量子點之發光波長以及強度。
3.3.2 室溫環境下之電性量測系統
實驗中對於電性量測都採用 Agilent B1500A 當作實驗電源供應器及量測機台，此 機台在電流-電壓量測中，提供了 200 V 之功率電源 SMU1、SMU2 以及 100 V 之功率 電源 SMU3、SMU4 等四個通道接點。在電容-電壓量測中則提供了 25 V 之直流源，以及 0～250 mV 且頻率範圍 1 k～5 MHz 交流電源之 CMU 接點。量測中使用黑箱來隔絕外界光 源的影響，量測方式首先將 Agilent B1500A 之電壓源接到黑箱外殼，再由黑箱內殼之 內部接點接線到 probe station 後，便可接探針接觸到樣品電極上進行電性之操控，而 樣品對應之電性反應也將反向的從探針回饋到機台 Agilent B1500A 中，最後就可以在 Agilent B1500A 上的螢幕顯示出元件的電性量測結果，如元件電流--電壓關係圖或電容 --電壓關係圖。室溫環境之電性量測系統如圖 3.7 所示。
圖 3.7、室溫電性量測系統示意圖。
3.3.3 可變溫環境下之電性量測系統
當進行可變溫環境下之電性量測時，都必須先將樣品利用銀膠或熔銦的方式，使樣 品和 LCC 板緊密結合。接著再利用鎊線的方式，將樣品表面電極和 LCC 板內之電極以金 線 連結 之。然 後 就可 以將 樣品 LCC 板 放 入 cryo-stat 腔體 中抽取真空 ，並 利 用 CIT-cryogenics 來降低腔體內的溫度以及使用控溫器(temperature-controller)來控 制樣品端之溫度，藉由此兩者間的運作便可以完成可調變溫度的量測環境。LCC 板外的 電極可以利用導線連接到 BNC-stage 上，並利用 BNC-stage 上的數字定義所連接到之樣 品元件之電極。最後就如同室溫電性量測般利用 B1500A 來當作實驗中之電源供應器及 量測機台，就可以對不同環境溫度下之元件電性進行量測，此量測系統如圖 3.8 所示。
圖 3.8、可變溫之環境電性量測系統示意圖。