模擬分析

3.4.1 光罩製程剖面模擬

在繪製完成光罩後，須確認所繪製之光罩是否符合預期的結構，因此，因此 可利用 LEDIT 內建之製程剖面驗證功能，將繪製完成的光罩檔直接套用其製作 完成的製程檔案，即可進行2D 製程剖面驗證，如圖 3.12 所示。

簡述製程驗證過程如下：

使用一般標準(100)矽晶片作為矽基材，如圖 3.13 所示，在成長 IC 製程中的 場氧化層如圖3.14 所示，沉積第一層 POLY 如圖 3.15 所示，使用第一道光罩曝 光顯影後，得到所要的圖形如圖 3.16 所示，沉積第二層氧化層後，得到所要的 圖形如圖3.17 所示，沉積第一層金屬層後，得到所要的圖形如圖 3.18 所示，移 除第一層金屬剖面後，得到所要的圖形如圖 3.19 所示，沉積第二層氧化層後，

得到所要的圖形如圖 3.20 所示，沉積第二層金屬後，得到所要的圖形如圖 3.21 所示，移除第二層金屬後，得到所要的圖形如圖 3.22 所示，沉積第三層氧化層 後，得到所要的圖形如圖 3.23 所示，沉積第三層金屬後，得到所要的圖形如圖 3.24 所示，移除第三層金屬後，得到所要的圖形如圖 3.25 所示，沉積第四層氧 化層後，得到所要的圖形如圖 3.26 所示，沉積第四層金屬後，得到所要的圖形 如圖3.27 所示，曝光顯影後，第四層金屬成形後，得到所要的圖形如圖 3.28 所 示，只要後製程將四層氧化層移除掉，金屬就會懸浮後，得到所要的圖形如圖 3.29 所示。

圖3.12 選定欲剖面線的位置

圖3.13 首先第一層矽基材剖面示意圖

圖3.14 成長 IC 製程中的場氧化層剖面示意圖

圖3.15 沉積第一層 POLY 剖面示意圖

圖3.16 曝光顯影後，得到所要的圖形剖面示意圖

圖3.17 沉積第二層氧化層剖面示意圖

圖3.18 沉積第一層金屬層剖面示意圖

圖3.19 移除第一層金屬剖面示意圖

圖3.20 沉積第二層氧化層剖面示意圖

圖3.21 沉積第二層金屬剖面示意圖

圖3.22 移除第二層金屬剖面示意圖

圖3.23 沉積第三層氧化層剖面示意圖

圖3.24 沉積第三層金屬剖面示意圖

圖3.25 移除第三層金屬剖面示意圖

圖3.26 沉積第四層氧化層剖面示意圖

圖3.27 沉積第四層金屬剖面示意圖

圖3.28 曝光顯影後，第四層金屬成形剖面示意圖

圖3.29 剖面完成圖，只要後製程將四層氧化層移除掉，金屬就會懸浮。

3.4.2 電阻熱源之流場分析

以矽為材料的電阻熱源，使用 IntelliSuite 的流場分析模組 Microfluidic ，分 析是否符合預期之熱源設計。

首先仍先以 IntelliSuite 的熱機電分析整合模組，分析出 1~5V 之溫度分佈。

再將分析所得到的溫度值設定在流場分析模組Microfluidic 內的參數中。其分析 結果，如圖3.30~3.43 所示。

藉由微機電分析軟體IntelliSuite 之 3DBuilder 建立分析模型，利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高溫度，經改變加入電壓 1~5 伏 特，觀察微機電熱傳式加速儀施加電壓與溫度變化量的關係，其研究結果如下：

在探討微機電熱傳式加速儀施加不同電壓時，微機電熱傳式加速儀所產生的溫度 變化有所不同。

微機電熱傳式加速儀在施加不同電壓後，加入單軸速度的變化後，模擬實驗

結果可看出溫度有漂移的現象，由此可知在本次設計之微機電熱傳式加速儀，符 合所預期之結果。

圖3.30 是利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高 溫度的分佈圖，其施加電壓為1 伏特。圖 3.31 是利用 IntelliSuite 之 Microfluidic 流場分析模組，輸入條件電壓 1 伏特靜止狀態之流場溫度分佈圖，圖 3.32 是通 入電壓1 伏特之並加入速度 10m/s 之流場溫度分佈圖。

圖3.30 通入電壓 1V 之溫度分佈圖

圖3.31 通入電壓 1V 之流場溫度分佈圖(靜止狀態)

圖3.32 通入電壓 1V 之流場溫度分佈剖面圖(速度 10m/s)

圖3.33 是利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高 溫度的分佈圖，其施加電壓為2 伏特。圖 3.34 是利用 IntelliSuite 之 Microfluidic 流場分析模組，輸入條件電壓 2 伏特靜止狀態之流場溫度分佈圖，圖 3.35 是通 入電壓2 伏特之並加入速度 10m/s 之流場溫度分佈圖。

圖3.33 通入電壓 2V 之溫度分佈圖

圖3.34 通入電壓 2V 之流場溫度分佈圖(靜止狀態)

圖3.35 通入電壓 2V 之流場溫度分佈圖(速度 10m/s)

圖3.36 是利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高 溫度的分佈圖，其施加電壓為3 伏特。圖 3.37 是利用 IntelliSuite 之 Microfluidic 流場分析模組，輸入條件電壓3 伏特靜止狀態之流場溫度分佈圖，圖 3.38 是通 入電壓3 伏特之並加入速度 10m/s 之流場溫度分佈圖。

圖3.36 通入電壓 3V 之溫度分佈圖

圖3.37 通入電壓 3V 之流場溫度分佈圖(靜止狀態)

圖3.38 通入電壓 3V 之流場溫度分佈剖面圖(速度 10m/s)

圖3.39 是利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高 溫度的分佈圖，其施加電壓為4 伏特。圖 3.40 是利用 IntelliSuite 之 Microfluidic 流場分析模組，輸入條件電壓4 伏特靜止狀態之流場溫度分佈圖，圖 3.41 是通 入電壓4 伏特之並加入速度 10m/s 之流場溫度分佈圖。

圖3.39 通入電壓 4V 之溫度分佈圖

圖3.40 通入電壓 4V 之流場溫度分佈圖(靜止狀態)

圖3.41 通入電壓 4V 之流場溫度分佈圖(速度 10m/s)

圖3.42 是利用 IntelliSuite 之 ThermoElectroMechanical 分析模組分析其最高 溫度的分佈圖，其施加電壓為5 伏特。圖 3.43 是利用 IntelliSuite 之 Microfluidic 流場分析模組，輸入條件電壓5 伏特靜止狀態之流場溫度分佈圖，圖 3.44 是通 入電壓5 伏特之並加入速度 10m/s 之流場溫度分佈圖。

圖3.42 通入電壓 5V 之溫度分佈圖

圖3.43 通入電壓 5V 之流場溫度分佈圖(靜止狀態)

圖3.44 通入電壓 5V 之流場溫度分佈剖面圖(速度 10m/s)