3 研磨與反覆燒結：
3 壓製燒結塊材： 射(excimer laser)，脈衝寬度為 12ns。每一個脈衝最高輸出能量為 500mJ，雷射出光頻率可從 1Hz 調整至 100Hz。由於雷射輸出波長 屬於紫外光波段，無法以肉眼直接看出，所以另外採用一肉眼可 見的光源來作為校準用;此校準光系統為 Nd-YAG 雷射，可產生一 綠色可見光作為視認校準，使 KrF 準分子雷射能準確打在靶材表
面我們所希望的位置上。而雷射出光後，由於其能量並非均勻分 平均自由徑(mean free path)。氧壓越大，粒子在腔體內漂移的平均 自由徑越小，將使薄膜沉積速率變慢。此外鍍膜時氧壓大小，將
升薄膜均勻性（如圖2-3）。
2-2-2 薄膜沉積步驟 1 薄膜製備前處理：
為避免前次鍍膜後殘留於不鏽鋼基座上的蒸鍍物質影響鍍膜品 質，於本次鍍膜之前先將不鏽鋼基座上的蒸鍍痕跡細細磨去。研 磨方式為以400、600、1000、2000 號砂紙依序研磨去不鏽鋼基座 的表層，研磨至可見新的加熱面為止，再以棉花棒沾取丙酮將研 磨細屑擦拭乾淨。
為確保薄膜成長的品質，必須先將基板清洗乾淨。首先在清潔室 圖 2-1 PLD 真空腔構造圖
內將基板置放於盛有丙酮溶液的燒杯中，以超音波振盪 5 分鐘， 確定機械幫浦（rotary pump）及渦輪分子幫浦（turbo pump）間的 氣動閥已關閉，再打開機械幫浦閥門，進行粗抽。待真空度提升
置與範圍，為視認的方式，每次實驗時會有人為上的誤差。因此 我們會先直接在不鏽鋼基座鍍上薄膜，直接觀察基座上的色澤分 佈，再黏貼基板於色澤最均勻的部分，才開始鍍膜。並且在每次 黏貼基板時仔細觀察及修正位置上的誤差。如此可改善元件製作 時，製程上不斷更換不同靶材造成的位置誤差，以防薄膜厚度不 均勻。
5 鍍膜後動作：
雷射脈衝轟擊完畢後，迅速關閉幫浦閥門、電源，並跳出雷射關 閉直流馬達。以維護設備使用壽命。之後通氧氣破除真空取下基 座，並小心取下基座上基板。其間並留意 O-ring 是否脫離定位，
以防止真空腔蓋蓋回時壓壞 O-ring，使其變形而嚴重影響真空腔 真空度。最後反覆步驟 2，使真空腔經常維持真空以保潔淨。
圖 2-2 鍍膜示意圖 圖 2-3 靶材旋轉示意圖
2-3 van der Pauw method：
衡 量 半 導 體 的 電 性 ， 電 阻 率(resistivity) 、 載 子 濃 度 (carrier concentration)和遷移率(mobility)，是重要的參數；我們使用 van der Pauw 技術，來量測上述三項重要參數。van der Pauw 技術的優點是， 可得電阻率
ρ
(bulk electrical resistivity)；其中 d 為薄膜厚度。2 霍爾量測：
本實驗使用工研院電光所 BIO-RAD HL5500PC 霍爾量測系 統，在此特別致謝。此系統提供的磁場為 0.317(Tesla)，電阻率最 高可量測到108ρ。依序在樣品的四個角落接上探針，蓋回儀器上 蓋，即可以電腦程式控制開始量測。首先儀器會先提供一個與樣 品垂直的磁場，然後在接點 1、3 通電流，接點 2、4 量電壓；且
把流通接點 1、3 的電流定義為
I
13，在接點 2、4 所量得的電壓定 義為V24，則此V24即為VH；但同樣的，為了怕樣品厚度不均，會有 太大的誤差，所以我們總共量了八組的VH，然後在取平均，這八 組依序為:a:磁場向上時
取了
I
13、V24；I42、V
13；I42、V
31；I24、V
31，這四組接線方法的所 量得的電壓。b:磁場向下時
同樣取了
I
13、V24；I42、V
13；I42、V
31；I24、V
31這四組接線方法的 所量得的電壓。然後以上八組電壓全部取絕對值相加在除以8，所得的值即較為準 確的VH。再將所得到的VH代入 2-3 式中，即可得到樣品的載子濃 度。有了n 之後，再加上用 van der Pauw 所得到的
ρ
帶入公式2-3 式中1/ qn
µ = ρ
(2-3) 如此可得樣品之遷移率(mobility)。圖 2-5 接點定義
圖 2-7 霍爾電壓 VH定義
2-4 R-T 電阻溫度關係量測：
以下介紹本實驗室的電阻－溫度量測系統，可量測電阻值隨溫度 變化的關係。本系統(如圖 2-9 示)共包含：
低溫系統:
閉路壓縮氦氣冷卻系統 (closed cycle He refrigerator) 真空系統：機械幫浦和一真空腔
電性量測系統:
電源供應器 (Keithley 220 programmable current source) 多功能電表 (Hewlwtt packard 34401a multimeter)
溫控系統:
二極體溫度計 (silicon diode thermometer) 溫控器 (Lake Shore DRC-91CA controller) 電腦系統: LabVIEW 軟體及電腦
r I R
r R I I
Rm =V = ( +2 )= +2 ( 2-5 )
2-4-2 R-T 量測步驟：
1 剪裁四條長度相同的漆包線，後用銲槍加熱銲錫，利用加熱的 銲錫把漆包線兩端的漆熔掉，再將銅線一端用銀膠黏在樣品上，
然後依序將四條漆包線平行的黏在樣品上，後加熱將銀膠烤乾。
2 用雙面膠將樣品固定在銅座上，接著再把 4 條漆包線的另一端 用銲槍分別焊接於銅座的四個接點上。
3 蓋上真空腔，並以機械幫浦抽真空。
4 待真空度足夠後，開啟控制程式開始降溫，設定量測溫度範圍 在50-295K 間、固定電流 1µA，進行量測。
圖 2-8 四點量測法
圖 2-9 R-T 系統圖