構的特性。
5-1 MIS元件手指電極製程介紹
製作MIS結構手指電極的製程如下：
1. 首先，將晶片切割及清洗，步驟同 3-3-1。
2. 晶片清洗完後，進行第一次 Lift Off 製程，將手指圖形電極轉印 在Si 基板上：
(1)塗佈光阻：採用負光阻，以 3000rpm 的低轉速旋轉 15 秒均勻分 佈，再以 7000rpm 的轉速旋轉 25 秒後決定厚度，圖 5-1-1。
(2)光阻軟烤：為了除去光阻溶劑水分，將以塗佈好的光阻置放入烤 箱軟烤 65℃ 1 分鐘，90℃ 9 分鐘。
(3)曝光：使用 Suss 曝光機，光源波長為 405nm 曝光 2 分 30 秒，光 罩為手指圖案，圖 5-1-2。
(4)曝光後烘烤，為了減少不同深度所產生的駐波效應(Standing Wave Effect)。將以曝光好的光阻置放入烤箱烤 90℃ 4 分鐘。
(5)顯影：以負顯影液：H2O ＝1：1 稀釋顯影液進行顯影，顯影 2 分 10 秒後馬上以去離子水沖洗乾淨，再用氮氣槍吹乾，圖 5-1-3。
(6)硬烤：放入烤箱 110℃ 2 分鐘去除水分。
(7)歐姆金屬濺鍍：步驟同 3-3-2，圖 5-1-4。
(8)Lift off：將濺鍍完成的樣品浸入丙酮中去除光阻，以酒精去除丙 酮，再以去離子水沖洗乾淨，使手指圖形電極轉印在 Si 基板上，
圖 5-1-5。
3. 第一次 Lift Off 製程後，歐姆接觸電極製作，步驟同 3-3-3，完成 MIS 結構中半導體層的手指圖案電極製作。
4. 第二次 Lift Off 製程，製作另一個插入式手指圖案電極：
(1)塗佈光阻：採用負光阻，以 3000rpm 的低轉速旋轉 15 秒均勻分 佈，再以 7000rpm 的轉速旋轉 25 秒後決定厚度，圖 5-1-6。
(2)光阻軟烤：為了除去光阻溶劑水分，將以塗佈好的光阻置放入烤 箱軟烤 65℃ 1 分鐘，90℃ 9 分鐘。
(3)曝光：使用 Suss 曝光機，光源波長為 405nm 曝光 2 分 30 秒，光 罩為手指圖案，其位置插入 S 層的手指圖案電極，圖 5-1-7。
(4)曝光後烘烤，為了減少不同深度所產生的駐波效應(Standing Wave Effect)。將以曝光好的光阻置放入烤箱烤 90℃ 4 分鐘。
(5)顯影：以負顯影液：H2O ＝1：1 稀釋顯影液進行顯影，顯影 2 分 10 秒後馬上以去離子水沖洗乾淨，再用氮氣槍吹乾，圖 5-1-8。
(6)硬烤：放入烤箱 110℃ 2 分鐘去除水分。
(7)AlN 薄膜沉積：步驟同 3-3-4，圖 5-1-9。
(8)Lift off：將濺蒸鍍完成的樣品浸入丙酮中去除光阻，以酒精去除炳 酮，再以去離子水沖洗乾淨，使手指圖形電極轉印在Si 基板上，
完成 MIS 結構中絕緣層的手指圖案製作，圖5-1-10。
5. 第三次 Lift Off 製程，在AlN 薄膜上製作金屬層的手指圖案電極：
(1)塗佈光阻：採用負光阻，以 3000rpm 的低轉速旋轉 15 秒均勻分 佈，再以 7000rpm 的轉速旋轉 25 秒後決定厚度，圖 5-1-11。
(2)光阻軟烤：為了除去光阻溶劑水分，將以塗佈好的光阻置放入烤 箱軟烤 65℃ 1 分鐘，90℃ 9 分鐘。
(3)曝光：使用 Suss 曝光機，光源波長為 405nm 曝光 2 分 30 秒，光 罩為手指圖案，圖 5-1-12。
(4)曝光後烘烤，為了減少不同深度所產生的駐波效應(Standing Wave Effect)。將以曝光好的光阻置放入烤箱烤 90℃ 4 分鐘。
(5)顯影：以負顯影液：H2O ＝1：1 稀釋顯影液進行顯影，顯影 2 分 10 秒後馬上以去離子水沖洗乾淨，再用氮氣槍吹乾，圖 5-1-13。
(6)硬烤：放入烤箱 110℃ 2 分鐘去除水分。
(7)金屬濺鍍：步驟同 3-3-2，圖 5-1-14。
(8)Lift off：將濺鍍完成的樣品浸入丙酮中去除光阻，以酒精去除丙 酮，再以去離子水沖洗乾淨，使手指圖形電極轉印在 AlN 薄膜上，
圖 5-1-15。
圖5-1 MIS元件手指電極製程流程圖
5-2 MIS元件手指電極光電特性量測分析
MIS元件手指電極結構圖如圖5-2、5-3所示，並針對此結構進行光 電特性量測。其高頻1MHz下的電壓對電容的變化，圖5-4所示，可算 出其介電常數K=6.5，與參考文獻中所提出來的介電常數接近。其在 不同光波長下，電壓對電流的變化，圖5-5所示，一樣發現在負偏壓 越來越大之情況下，隨著電場ε越大光電流亦有越來越大之情況且AlN 絕緣層的MIS元件會對不同波長的光有不同折射率的吸收而產生不 同強度的光電流，特別對在波長600nm的光照射下有最強的光電流，
圖5-6所示，可知其對光會產生光電流，可應用在光偵測元件。其不 同光波長對光響應度的變化，圖5-7所示，可以發現在波長700nm時的 光響應度最佳，隨著電場ε越大其光響應度也會越好。
圖5-2 手指電極 SEM
圖5-3 AlN及AlN上Al/Si 金屬層，手指電極 SEM
-4 -2 0 2 4 6
0.00E+000 1.00E-011 2.00E-011 3.00E-011 4.00E-011 5.00E-011 6.00E-011 7.00E-011
8.00E-011 AlN thin film 98.6nm ;
Frequency 1M Hz
Voltage (V)
Capacitance (F)
圖5-4 手指電極AlN 膜厚986 Å ，電壓對電容的變化
0 1 2 3 4 5 6
7.5x10-7
Light Wavelength(nm)
No Light
400 500 600 700 800 900
0.0
400 500 600 700 800 900 0.006
0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0.020 0.022
Voltage 1V 2V 3V 4V 5V 6V
Wavelength (nm)
Responsivity (A/W)
圖5-7 手指電極AlN膜厚986 Å，不同電壓下光波長對光響應度的變化