本實驗之元件樣品是在國家奈米元件實驗室之Class 10 與交通大學奈米 中心Class 10000 之無塵室中完成。詳細之元件製程如圖 2-7 所示，並詳細 說明如下：
1. 使用 Clean Track 以及 i-line stepper 進行零層光罩曝光。曝光完 成後再使用 TEL5000 Oxide etcher 進行零層蝕刻並使用 O-Zone asher 與硫酸清洗去除剩餘光阻。
2.
a. 若是要製作N+/P+ 副閘極樣品，則使用Clean track以及i-line stepper進行N+/P+ 副閘極光罩曝光。曝光完成後，使用離子佈 植機對N substrate進行能量 90keV劑量 1e14 之BF2+離子佈植，
或是對P substrate進行能量 100keV 劑量 1e14 之As-之離子佈 植。離子佈植完成後，使用O-zone asher與硫酸清洗去除光阻，
再用Wetbench進行STD clean process，清洗完成後，送入Oxide RTA進行 1000℃ 10sec之退火，進而將雜質活化，形成摻雜之
N+或是PP+副閘極，如圖2-7 (a)右圖。
b. 若是要製作多晶矽副閘極樣品，則將晶圓經過 STD clean process 後，送入垂直爐管（Vertical Furnace）中進行 100nm 二 氧化矽薄膜沈積以及 50nm 之摻雜多晶矽（in-situ doped poly silicon）薄膜沈積。沈積完成後，使用 Clean track 以及 i-line stepper 進 行 多 晶 矽 副 閘 極 光 罩 曝 光 。 曝 光 完 成 後 ， 送 入 TCP-9400 poly-Si etcher 中進行多晶矽之蝕刻，蝕刻完成後，送 入O-zone asher 與硫酸清洗去除光阻，即完成多晶矽副閘極之 製作，如圖2-7(a)左圖。
3. 使用 RCA clean process 清洗完成副閘極的晶圓，再將晶圓送入 LPCVD 爐管中進行 30nm 之 TEOS oxide 沈積，形成副閘極之閘極 氧化層，如圖2-7(b)。
4.
a. 若是要製作成奈米碳管電晶體之樣品，則先使用 1mg 奈米 碳管與40ml 之二甲基甲醯胺溶液比例泡好，並且經過 24 小時 超音波震盪。之後再將震盪好的奈米碳管溶液酌量滴在晶圓 上，並且先用 500rpm 轉速旋轉 30sec 將溶液分佈在晶圓上，再 用4000rpm 之高速旋轉 1 分鐘，將溶液旋乾，留下附著於晶圓 表面之碳管。
b. 若是要製作薄膜電晶體之樣品，則先將晶圓再次經過 RCA clean process 清潔後，送入 LPCVD 爐管中沈積不含雜質之多晶 矽約60nm。多晶矽沈積完成之後，在利用 Clean Track 與 i-line stepper 進行 Channel 之曝光。曝光完成後再使用 TCP-9400 poly-Si etcher 進行多晶矽之蝕刻，形成一個長條狀之多晶矽通 道（Poly silicon channel）。
Track 與 i-line stepper 進行金屬電極光罩之曝光。曝光完成後，將 樣品送入Helix sputter 中進行金屬電極之沈積。
a. 若是要沈積鈦金屬電極，則在 4.5mTorr 之 Ar 氣壓下使用 sputter 之 DC gun 承載鈦(Ti)金屬靶並使用 0.4 安培的定電流點 起電漿，而RF gun 則用以承載鉑(Pt)金屬靶，並用 100W 的定 功率方式點起電漿。最後利用 sputter 機台之 shutter 之開關使 DC gun 先行濺鍍於樣品上 7 分鐘，再關閉 DC gun 之 shutter 以 及打開 RF gun 之 shutter 使金屬濺鍍在樣品上同樣為 7 分鐘。
而得到下層為鈦金屬，上層為鉑金屬之金屬薄膜共約 25nm 厚。
b. 若是要沈積鉑金屬電極，則是在 4.5mTorr 之 Ar 氣壓下使用 sputter 之 DC gun 承載鉭(Ta)金屬靶，並使用 0.06 安培之定電流 方式點起電漿，而 RF gun 則用以承載鉑(Pt)金屬靶，並用 100W 之定功率方式點起電漿。最後將兩個 gun 之 shutter 同時打開進 行共濺鍍（co-sputtering）7 分鐘使表層沈積之金屬層成為鉑-鉭合金薄膜。之後將DC gun 之 shutter 關閉，再進行鉑金屬的 濺鍍7 分鐘，使上層的金屬為純鉑金屬，完成金屬薄膜之沈積。
6. 將完成金屬薄膜沈積之晶圓，浸泡在丙酮溶液中 5 分鐘，之後 再放入超音波震盪機中進行震盪 10 分鐘，進行 lift-off 製程。將震 盪完成之晶圓取出沖水後，再放入乾淨之丙酮中再震盪5 分鐘後再 取出沖水，以去除殘留在晶圓表面之金屬碎屑。完成lift-off 製程之 樣品即完成金屬電極之製作，如圖2-7(c)。
7. 由於奈米碳管在晶圓表面是隨機分佈，因此，對於奈米碳管電 晶體之樣品，我們使用 In-line SEM（Scanning Electron Microscopy）
針對各個電極之間進行地毯式的搜尋，一旦發現有與金屬電極接觸 之奈米碳管，如圖 2-8，立即標定金屬電極之位置，以便日後之量
測。
8. 將找到接觸到金屬電極之奈米碳管電晶體之樣品，或是已完成 金屬電極之薄膜電晶體樣品，送入基板溫度 300C之PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）機台中，通入 10sccm之TEOS 以及 600sccm之O2點起電漿 1 分鐘，使晶圓表面沈積約 50nm之 PECVD二氧化矽薄膜做為金屬電極與鋁閘極之絕緣以及鈍化層
（passivation layer）。
9. 使用 Clean Track 以及 i-line stepper 進行接觸窗（Contact hole）
光罩曝光。曝光完成後，使用BOE(Buffered Oxide Etchant)進行接 觸窗蝕刻約1 分鐘，將接觸窗中的二氧化矽去除，使金屬電極與副 閘極露出。
10. 使用 Thermal Coater 在樣品上蒸鍍 300nm 之鋁薄膜。最後在使 用Clean Track 與 i-line stepper 進行閘極與 Pad 光罩曝光。最後使用 濕式蝕刻方式蝕刻出鋁閘極以及 pad，即完成整個元件製作，如圖 2-7(d)。