國家晶片系統設計中心( National Chip Implementation Center，CIC )所使用的 TSMC 0.35 UM Mixed-Signal 2P4M Polycide 3.3/5V 之共用製程，此共用製程是 成本低、快速標準的2P4M 面型微加工製程技術，且是一個可在各方面技術應用 的共用製程，無論是工業、商業、政府機關或學術研究。
2.2 製程概要
CIC 所提供的 CMOS-MEMS 製程是由 TSMC 所提供代工，除了 TSMC 提供 設計規範手冊和一些電路模擬模型的資料外，CIC 還特別提供一份針對 MEMS 結構所使用的設計規範【23，24】，但並沒有對外提供製程中材料所使用的沉積 方式和蝕刻方式，只有說明沉積的順序和層的厚度，所以在建立製程檔時，是根 據CIC 所提供參考的材料參數和層厚度，建立 IntelliFab 3D 分析模型，如表 4
所示。
表四. CMOS-MEMS製程步驟
層次名稱 光罩(Dark：D，Clear：C) 厚度(Å) Field Oxide ___ 2900
Poly 1 D 2750
Poly 2 D 1800
Contact C 5450
Metal 1 D 6650
Via 12 C 10000
Metal 2 D 6400
Via 23 C 10000
Metal 3 D 6400
Via 34 C 10000
Metal 4 D 9250
Passivation C 14500
2.3 微壓力感測器之設計 2.3.1 結構設計與作動原理
電容式壓力感測器主要的微結構，為一上下電極板，藉由上電極板受脈衝壓後，
與下電極板的距離產生變化，因而改變其電容量，而承受脈衝壓之上電極板又稱 壓力薄膜，為我們主要設計的對象。在元件最佳化設計過程中，分為三個階段進 行設計，第一階段為壓力薄膜幾何形狀之設計，本次提出兩種幾何形狀分別為拼 圖型與方塊型，壓力薄膜其相對位置與幾何尺寸圖，如圖9 所示。
(a) 拼圖型 (b) 方塊型 圖9 壓力薄膜幾何形狀尺寸
第二階段為固定臂幾何形狀之設計，固定臂主要功能在於支撐壓力薄膜，且 固定臂長度與壓力薄膜上所承受的力量，兩者的變化呈現反比，也就是說長度越 長之固定臂所能支撐的壓力薄膜力量就越小，而這正是第二階段探討的重點，如 何設計出一適當之固定臂長寬比，以配合壓力薄膜尺寸與空腔高度，在此提出兩 種形式矩型與T型，如圖10所示。
W L
A
L W
w l
B
100μm 100μm
80μm 37.5μm
固定臂位置
第三階段為結合前兩項之最佳條件再加以分析，如圖11所示，這部分為 分析最佳固定臂結構與壓力薄膜結合後，總感測面積影響，主要模擬分析項 目為壓力薄膜應力變化、最大位移量、薄膜彎曲度與穩態的電容值，並依鋁 的降伏應力及拉伸應力作為限制條件，經由模擬數據的分析後，以尋求最佳 壓力薄膜幾何尺寸形狀與固定臂結構。由以上三階段之分析結合後，其壓力 感測器薄膜之運動方向如圖12所示。
圖11 壓力薄膜幾何形狀與固定臂結合
壓力薄膜運動方向
固定點 圖12 微感測器動作示意圖
2.3.2 微壓力感測元件各層光罩之繪製
以下為性能模擬主要光罩繪製步驟：
步驟一、繪製微壓力感測器下電極板與固定端結構
使用Metal 2 繪製微壓力感測器下電極與固定端結構，如圖 13 所示。
圖13 Metal 2 光罩圖
步驟二、繪製感測器之電容空腔夾層與固定端結構
使用Metal 3 繪製微壓力感測器之電容空腔夾層結構，如圖 14 所示。
圖14 Metal 3 光罩圖 步驟三、繪製微壓力感測器上電極板與固定端結構
使用Metal 4 繪製微壓力感測器下電極與固定端結構，如圖 15 所示。
圖15 Metal 4 光罩圖 光罩完成
光罩繪製完成圖及CIC 下線之光罩圖，如圖 16(a)、(b)所示。
(a)光罩完成圖 (b) CIC 下線光罩圖 圖16 光罩完成圖與下線光罩圖