製程步驟

本研究由於製程方面受到儀器使用上的異動，因此變更了製程步驟及參數條件：1.

鍍金屬電極，原使用熱蒸鍍機(Thermal Coater)，之後改使用電子束蒸鍍(Electron-Gun Evaporation) 製 作 2. 成 長 二 氧 化 矽 (SiO2) 保 護 層 ， 原 使 用 電 漿 輔 助 化 學 氣 象 沉 積 (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) ， 之 後 改 使 用 濺 鍍 (Sputtering Deposition) 3. 定義 SiO2保護層之接觸窗口，原使用反應性離子蝕刻(Reactive Ion Etching, RIE)，之後改使用二氧化矽蝕刻液(Buffered Oxide Etch, BOE 6:1)取代之 4.

為了降低製程的複雜度，原使用乾蝕刻將每個電極單元之間做隔離，後簡化為以切割的 方式完成之 5.為了提升蝕刻接觸層(GaAs)的成功率，引進了 Multi-Step Etching 之製程 方法，解決金屬電極因側向蝕刻導致線寬脫落的問題。

正電極製程

1. 清洗晶片

將晶片依照丙酮(ACE)→異丙醇(IPA)→去離子水(DI water)順序清洗三遍，

將晶片吹乾，至於溫度 100℃之烘箱 1 分鐘以去除水氣。

2. 塗佈光阻

將晶片以 5000 轉 30 秒塗佈光阻附著劑(HMDS)接著以相同之條件再塗佈 光阻(AZ4210)，至於 100℃烤盤烤 1 分鐘以增加光阻強度。

3. 定義電極圖形

a.清洗光罩：依序使用丙酮(ACE)→異丙醇(IPA)→去離子水(DI water) 清洗三遍，吹乾，放入 120℃之烤箱烘烤 3 分鐘。

b.曝光：將晶片至入曝光機中與電極圖形接觸後進行曝光 3 秒。

c.顯影：靜置於顯影劑溶液(AZ400K:H2O)1:4 中 50 秒，吹乾後於顯微鏡 下檢查圖形是否完整顯影。

d.硬烤：將檢查完之晶片至於 100℃烤盤烤 2 分鐘使得光阻更加堅固。

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4. 熱蒸鍍金屬

此步驟以 E-gun 蒸鍍金屬電極，首先，必須先將晶片側邊以銅膠帶貼黏，

避免側邊也鍍上金屬，在量測時產生漏電，黏貼時盡量減少沾黏面積，否則 鍍完後晶片上是會殘留膠帶，而黏貼固定晶片後即可放進蒸鍍機進行蒸鍍。

蒸鍍條件：厚度 Ti：50nm、Pt：5nm、Au：300nm

鍍率:Ti：1.5 Å /s 、Pt：0.3 Å /s、Au：03~2.5 Å /s 壓力：2.5×10^-6torr

5. 掀離

浸泡丙酮 10 分鐘，再利用細毛筆刷輕撫樣品，直至光阻掀離。

(此步驟使用超音波震洗將會導致金屬電極剝落) 6. 退火

將晶片放置於氮氣中以 400℃進行退火 5 秒，使原子重新排列形成較好的歐姆 接觸。

二.移除接觸層

由於接觸層為重摻雜之 GaAs，會大量吸收入射的光而使得光無法進入，故必 須將其蝕刻，由於其底下為窗口層 AlInP 故使用對此兩種材料有選擇性蝕刻的稀 硫酸(H2SO4:H2O2:H2O = 1:8:200)進行蝕刻，蝕刻時間為 30s×4，蝕刻後將晶片進行 清洗。(由於移除接觸層時側向蝕刻將經常導致金屬電極崩落，因此採用 Multi-Step Etching 的方法，利用光阻保護 GaAs 防止電極掉落。)

三.絕緣膜成長

以 E-gun 成長 70nm 之 SiO2絕緣膜。

四.開匯流區

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1. 定義開匯流區圖形：此步驟與上述定義電極圖形相同，只差於圖形不同 清洗樣品→塗佈光阻→曝光顯影→硬烤

2. 開匯流區：將定義好匯流區圖形之晶片以二氧化矽蝕刻液(Buffered Oxide Etching, BOE 6:1)100nm/min 進行蝕刻。

由於氫氟酸液體蝕刻速率較高，因此添加氟化銨做緩衝劑可避免氟化物離子的 消耗，以保持穩定的蝕刻速率，而無添加緩衝劑之氫氟酸蝕刻液經常造成光阻 剝離；BOE 之混合比例為體積比=6:1 之氟化銨(40%)與氫氟酸(49%)

3. 清洗樣品：將開匯流區使用之光阻移除。

五.背電極製作

與正電極製作步驟相同。

蒸鍍條件：厚度 Ti：50nm、Pt：5nm、Au：300nm

鍍率:Ti：1.5 Å /s 、Pt：0.3 Å /s、Au：03~2.5 Å /s 壓力：2.5×10^-6torr

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