接著我們要討論如何將我們的 ITO 奈米線準確定位在矽基板上，並且製作四 點電極來量測樣品的電性。
3-1 樣品來源及製作
我們的奈米線是由清大工科所提供，將銦的顆粒置於以處理好的基版上，在 基板上用高溫爐管成長氧化銦奈米線，再用串級式加速器以離子佈值的方式將錫 離子參雜在奈米線中。
我們要測量奈米線的電性，必頇在奈米線上製作數個奈米尺度的電極，因為 它的尺寸很小，所以我們要用微影的方法來製作，而依照不同的需要，分成光微 影和電子束微影。
3-1-1 光微影 (photolithography)
首先將昇美達公司提供的矽晶圓洗淨，成長 400nm 的氧化層，再把此晶圓用 交大奈米中心的光罩對準曝光機去曝光，光罩的圖案是用 AutoCAD 設計，曝光後 再用電子槍沉積 10nm 的鈦和 60nm 的金，先鍍鈦的原因是因為金跟 SiO2的附著 力不好，直接鍍金的話容易使得金從基板上脫落，而鈦對兩邊的附著力都極佳可 以用來讓金穩固的在基板上面。
鍍完之後用丙酮舉離，之後再用晶圓切割機將整個晶圓切成 7mm × 7mm 的大 小(圖 3-1)，之後我們就是將奈米線灑在這個基板上作接下來的製程。
圖 3-1 光微影 Si/SiO2基板
3-1-2 電子束微影 (E-Beam lithography)
電子束微影(圖 3-2)大致與光微影相同，但是將光微影使用的光阻換成對電 子束敏感的電子阻劑、將光罩用程控的屏蔽板取代。此裝置架設在熱游離式電子 掃描顯微鏡(electron scanning microscopy, SEM)，由於電子的波長相較於光 的波長小很多，所以用光微影時容易產生的繞射較不會出現，所以可以擁有更好 的解析度，但缺點是電子束微影需要電子束在設計的圖案上一點一點掃過，所以 所花的時間跟光微影比起來會長許多。
在電子束微影之前，首先我們要將 ITO 奈米線灑在基板的中心，方法是先將 佈滿 ITO 奈米線的基板對準已做好電極的光微影基板上輕壓，藉由基板本身的凡 得瓦耳力，奈米線會隨機落在基板上的任何位置，我們在 SEM 下挑選適合的奈米 線來製作電極。
由於電極是從 AutoCAD 上來設計，所以從 SEM 上找到適合的奈米線後，我們 必頇將奈米線的位置精準的從 SEM 定位到 AutoCAD 上面，方法是 SEM 圖中奈米線 的四周會有定位點(圖 3-1)，藉由奈米線的兩端與四個定位點的相對位置，再將 位置的像素轉換成座標，即可將這條奈米線畫在 AutoCAD 上，然後就可以用 AutoCAD 開始設計電極。電極設計完將 AutoCAD 的程式轉換成電子束微影適用的 程式後就可以開始。
圖 3-2 電子束微影步驟
接下來我們使用旋轉塗佈機將電子阻劑均勻塗佈在壓好奈米線的基板上，旋 轉塗佈機會設定兩種轉速分別為：1500rpm 15 秒和 5500rpm 35 秒。第一個轉速 是要將多餘的電子阻劑旋走，第二個轉速較長的時間是要達到我們所希望電子阻 劑的目標厚度。由轉速對應到電子阻劑厚度圖來看(圖 3-3)，5500rpm 所達的厚 度大約 300nm 左右。然後把基板放在加熱板上以攝氏 180 度烤 1 分鐘，這個過程 稱為軟烤，目的是使液態的電子阻劑硬化成固態薄膜，並蒸發掉其他的液體且增 加電子阻劑和基板的附著力。然後就可以放進 SEM 準備電子束微影的工作。
圖 3-3 電子阻劑轉速 VS PMMA 厚度圖
因為這個時候基板上有一層光阻，所以在 SEM 中會發現影像相較之前的會很 不清楚，模糊的影像會讓我們花很多時間在 SEM 中找定位點，而電子束微影又是 靠著找定位點來移動，所以定位點的清晰與否會決定微影出來的圖案和我們設計 的有多少的偏移，又因為我們的奈米線通常很短，在接上四點以上的電極時能容 忍的誤差其實非常小。為了使影像清晰，在放入 SEM 之前我們會用鎢鋼筆在基板 周圍刻個刮痕，利用刮痕上銳利的邊緣來幫助對焦。
接著就開始用程控的屏蔽板，屏蔽板原理是外加一個偏壓去使電子束偏移，
再由 AutoCAD 上設計的圖案決定哪些區域的電子阻劑需要電子束照射，我們使用 的是正型電子阻劑甲基丙烯酸甲脂(Polymethyl methacrylate, 950K PMMA A5) 。正型電子阻劑受到電子束照射後會破壞內部分子的鍵結，因為電子阻劑鍵 結的破壞使其對於顯影液的溶解度增加，這時再用顯影液就可以將被電子束照射 過的區域的 PMMA 給清除掉。
電子束微影過後，再來需要顯影的步驟，我們是使用顯影液以濕蝕刻的方 式，藉由被電子束打過的電子阻劑溶解度增高，來溶解掉電子阻劑。我們的顯影 液主要是由甲基異丁基酮(Methelisobuty1, MIBK):異丙醇(Isopropylalcohol, IPA)=1:3 的比例先泡一分鐘，再用異丙醇泡 30 秒來清除殘留的 MIBK，顯影後 用光學顯微鏡看顯影成果如何，電子阻劑圖案是否和我們設計在 AutoCAD 的圖案 吻合，沒有太多的偏移，並且確定在不該有電子阻劑的區域它們的電子阻劑已被 蝕刻乾淨。接下來就可以開始用蒸鍍機鍍我們要的電極上去。
就過往的經驗來說，其實用顯影液顯影過後，仍然會有些許殘留的電子阻劑 存在，鍍上電極後電子流動時容易被這些殘留的電子阻劑散射，造成較大的接點 電阻和雜訊。所以在蒸鍍之前我們會使用氧離子來清掉殘留的電子阻劑。接著鍍 上 10nm 鉻和 100nm 的金作為電極，這邊 10nm 的鉻跟光微影製程時所用的鈦扮演
相同的角色，也就是避免掉金與基板的附著力不佳的問題。
蒸鍍完後就是舉離(lift-off)，將整個基板泡在丙酮中 12 小時，使金的表 面產生皺折，此時附著在電子阻劑上的金就很容易脫落，剩下來的部分就是我們 的電極。再用場發射式電子顯微鏡確認電極是否如我們在 AutoCAD 上所設計的圖 案，然後就完成我們的樣品。
3-1-3 熱蒸鍍
熱蒸鍍為物理氣象沉積(physical vapor deposition)的一種，是薄膜製程 中常用的技術，圖 3-6 為蒸鍍機的示意圖。工作原理是在高真空（2×10-6 torr 以下）的環境中將我們要鍍的靶材放在鎢舟上，而我們樣品放在上方，再通電流 加熱鎢舟使靶材蒸發，被蒸發的金屬會往上沉積在我們的基板上面。
由於在蒸鍍的過程中，整個腔體是在很高溫的環境，為了防止有其他的東西 被蒸發沉積進我們的電極中，除了在高真空的環境下工作，內部所有的組件在蒸 鍍前都會先以丙酮酒精擦拭，並且腔體內的四周會加裝鋁板，實驗室中欲鍍不同 的金屬就會放進不同的鋁板，如此才能確保蒸鍍時不會交互感染。
在蒸鍍機腔體內有一石英膜厚偵測器，其原理為石英原始的震盪頻率為 6M Hz ，當金屬被鍍上去的時候會改變它的震盪頻率，因此我們可以依照頻率的 改變，並配合一些參數設定來得之現有的膜厚，並且也可以算出目前蒸鍍的速 率。當通過鎢舟的電流越大時，蒸發上去的氣體就有越高的動能，蒸鍍的速率也 會越快，不同的速率也會影響到薄膜的無序性。在開始蒸鍍之前，靶材和樣品之 間有一個檔板(shutter)，依照不同的需求，調整到不同的蒸鍍速率之後，就可 以把檔板打開開始蒸鍍，當膜厚到達我們的要求時，關閉檔板，阻止氣體繼續沉 積，蒸鍍結束。接下來還不能馬上通入氣體破真空，因為腔體內部還是很高溫，
必頇過一小時冷卻後，在通入氮氣，取出樣品。
值得注意的是，由於蒸鍍時的蒸氣有方向性，所以與薄膜製程不同的是我們 還必頇注意蒸鍍的方向如圖 3-4，因為有奈米線在上面，所以金屬會沉積在一 端，造成另一端沒有鍍到，形成斷路，一個基板通常有兩條奈米線可以設計電極，
所以在用 AutoCAD 設計圖案時，要讓兩組電極可以用同一個方向鍍。
圖 3-4 蒸鍍方向造成電極斷路圖
先前提到的氧離子也是在蒸鍍機中使用，我們利用輝光放電(glow
discharge)的技術（圖 3-5），先在腔體中通入氧氣一段時間，並且持續用機械 幫浦抽氣，使內部盡量除了氧氣外沒有其他氣體，接著讓氧維持在 0.1 torr 的 壓力下，在基板與線圈間加高電壓使腔體內的氧氣游離，此時帶有電荷的氧離子 (plasma) 會往基板移動，與上方的電子阻劑反應，並以每分鐘數百埃的速率侵 蝕電子阻劑，經由這個方法可以將不該有電子阻劑的地方清乾淨。
圖 3-5 光輝放電，利用高壓游離氧離子
圖 3-6 蒸鍍機示意圖
圖 3-7 蒸鍍機抽氣系統示意圖。工作流程：
1. 開 V4 破真空後，以酒精丙酮擦拭內部組件，裝好鋁板，開機械幫浦(MP)和 V2 粗抽腔體。
2. 當壓力到達 5×10-2後關 V2，開 V1 和渦輪幫浦(TP)，讓渦輪幫浦熱機，並 達到最高轉速。
3. 此時腔體壓力會有些回升，關 V1、開 V2 抽回 5×10-2以下後，關 V2 開 V1 與 V3 用機械幫浦和渦輪幫浦開始抽腔體，我們目標抽到 2×10-6以下(約 4 至 5 小時)，就可以開始蒸鍍。
4. 蒸鍍完後，先關 TP 和 V3，待腔體內部冷卻一小時，並持續以 MP 抽 TP(因為 此時 TP 尚未完全停止轉動) 。
5. 開 V4 通入氮氣破真空，取出樣品，關 TP、關 V1、關 MP，工作完成。
3-1-4 掃描式電子顯微鏡
掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy, SEM)主要是由電子 槍、電子鏡柱、真空系統、腔體偵測系統、顯示及紀錄系統所組成如圖 3-7。
˙電子槍
利用高電壓(~108V/cm)或熱游離使燈絲在真空中放出電子，放出之電子強度 即為 SEM 之主要光源。電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散佈 (Energy Spread) 要小。而我們實驗室中型號 JSM-7000 的 SEM 是屬於場發射型，而 JSM-6380 則是屬於熱游離型。
˙電子鏡柱
電子槍發散出來的電子由兩組透鏡聚焦，也可用來控制電子束的尺寸，掃描 線圈的作用在偏折電子束使其能在試片的表面作二維的掃描工作。電子束經過物
電子槍發散出來的電子由兩組透鏡聚焦，也可用來控制電子束的尺寸，掃描 線圈的作用在偏折電子束使其能在試片的表面作二維的掃描工作。電子束經過物