**章 MEMS 與 MEMS 傳感器

1.1 微電子機械系統 (MEMS)

1.1.1 簡介 1

1.1.2 MEMS 技術涉及的學科 3

1.1.3 MEMS 制造工藝概述 3

1.2 MEMS 傳感器 6

1.2.1 傳感器 6

1.2.2 MEMS 傳感器簡介 7

1.2.3 MEMS 傳感器舉例 8

1.3 本書結構 13

第三章 光刻 15

3.1 紫外光刻 15

3.1.1 技術原理 15

3.1.2 光刻膠 17

3.1.3 掩模版 27

3.1.4 紫外光刻工藝 29

3.1.5 分辨率增強技術 44

3.2 直寫式光刻 61

3.2.1 電子束光刻 61

3.2.2 離子束光刻技術 63

3.2.3 激光直寫 64

3.2.4 立體光刻 66

3.2.5 微米級 3D 打印 68

3.3 軟光刻 70

3.3.1 納米壓印光刻 (NIL) 70

3.3.2 轉印 71

3.3.3 噴墨打印 73

第四章 介質層加工 78

4.1 簡介 78

4.1.1 概述 78

4.1.2 二氧化硅拋光結構類型 78

4.1.3 二氧化硅化學機械拋光機理 79

4.1.4 影響二氧化硅化學機械拋光的因素（耗材分析） 80

4.2 熱氧化 82

4.2.1 定義 82

4.2.2 熱氧化的方法及過程 84

4.2.3 IC 制造中常用的氧化工藝（技術） 85

4.2.4 熱氧化工藝設備 86

4.2.5 熱氧化工藝的質量檢測 89

4.3 外延 93

4.3.1 定義及簡單介紹 93

4.3.2 硅外延的基本原理 94

4.3.3 外延生長摻雜原理 94

4.3.4 外延設備 96

4.3.5 外延生長的自摻雜 100

4.3.6 外延層中的晶體缺陷 102

4.3.7 化合物半導體外延技術 103

4.3.8 分子束外延 MBE (Molecular Beam Epitaxy) 106

4.4 化學氣相沉積（CVD） 107

4.4.1 低壓化學氣相沉積（LPCVD） 108

4.4.2 等離子體增強化學氣相沉積（PECVD） 109

4.4.3 激光化學氣相沉積（LCVD） 111

4.5 物理氣相沉積 PVD 112

4.5.1 物理氣相沉積 PVD 技術簡介 112

4.5.2 真空法制備薄膜 113

4.5.3 濺射法制備薄膜 115

4.6 原子層沉積技術 121

4.6.1 ALD 技術原理 121

4.6.2 ALD 發展概述 123

4.7 溶膠凝膠工藝 133

4.7.1 溶膠的制備 133

4.7.2 薄膜介質層涂覆工藝 134

4.7.3 干燥及熱處理 136

參考文獻 136

第五章 金屬層加工 139

5.1 概述 139

5.2 金屬材料添加工藝 139

5.2.1 物理氣相淀積 PVD 139

5.2.2 化學氣相淀積 CVD 144

5.2.3 電化學沉積 ECD 145

5.3 金屬材料的刻蝕工藝 149

5.3.1 金屬濕法腐蝕 149

5.3.2 金屬干法刻蝕 150

5.4 微系統中金屬材料的選擇參考 152

5.4.1 粘附性 152

5.4.2 電氣性能 153

5.4.3 機械性能 154

5.4.4 熱性能 154

5.4.5 磁性能 155

5.5 案例 155

5.5.1 硅通孔金屬填充技術 155

第六章 干法刻蝕 161

6.1 引言（刻蝕的相關概念） 161

6.2 等離子體刻蝕 163

6.3 反應離子刻蝕 164

6.3.1 RIE 165

6.3.2 ICP-RIE 166

6.3.3 DRIE 167

6.4 氣相刻蝕 169

6.4.1 氣相 HF 刻蝕 169

6.4.2 氣相 XeF2 刻蝕 170

6.5 離子束刻蝕（離子銑） 172

6.6 案例分析 174

6.6.1 多晶硅柵極刻蝕 174

6.6.2 二氧化硅刻蝕 176

6.6.3 金屬的刻蝕 179

6.7 總結 182

第八章 摻雜 184

8.1 生長和外延 184

8.1.1 晶體生長 184

8.1.2 晶體外延 188

8.2 擴散 193

8.2.1 費克 (Fick) 定律 194

8.2.2 擴散分布 197

8.2.3 基本擴散工藝 200

8.2.4 擴散模擬 203

8.3 離子注入 204

8.3.1 離子注入機 204

8.3.2 注入離子的分布 215

8.3.3 注入后晶體損傷 218

8.3.4 注入工藝的應用 219

8.4 等離子體摻雜 220

8.4.1 等離子體摻雜基礎 220

8.4.2 等離子體浸沒注入的應用 222