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國立臺北科技大學 機械工程系機電整合碩士班 莊賀喬所指導 康晉瑋的 微機電技術應用於鎳電鍍製程開發 （2021），提出微元件 IC關鍵因素是什麼，來自於微機電系統、蝕刻製程、超臨界鎳電鍍、化學機械平坦化、高硬度微結構、擴散接合。
而第二篇論文國立高雄科技大學 光電工程研究所 陳忠男所指導 張哲維的 標準CMOS材料用於熱型感測元件之特性研究 （2019），提出因為有 CMOS標準製程、熱導率、席貝克係數的重點而找出了 微元件 IC的解答。
微元件 IC進入發燒排行的影片
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微機電技術應用於鎳電鍍製程開發
為了解決微元件 IC 的問題，作者康晉瑋 這樣論述：
摘要 iABSTRACT ii致謝 iv目錄 v表目錄 ix圖目錄 x1. 第一章 前言 11.1 研究背景 11.2 研究動機與目的 21.3 論文架構 22. 第二章 基礎理論文獻回顧 42.1 微影製程 42.1.1 微影製程簡介 42.1.2 光阻 62.1.3 光罩與曝光機 72.2 蝕刻製程 92.2.1 蝕刻技術(Etching Technology) 92.2.2 乾式蝕刻(Dry etching) 92.2.3 濕式蝕刻(Wet etching) 102.3 薄膜製程 132.3.1 濺鍍(Sputtering) 132.3.2 濺鍍原理(Prin
ciple) 142.3.3 電化學沉積 (Electrochemical Deposition) 142.3.4 電鍍理論 162.3.5 電化學結晶成長過程 192.3.6 影響金屬鍍層結構與分布之因素 222.3.7 微結構對電沉積之影響 242.4 超臨界相 252.4.1 超臨界流體 252.4.2 超臨界二氧化碳 262.4.3 乳化理論 262.5 化學機械研磨 (Chemical Mechanical Planarization) 272.6 擴散接合 292.6.1 擴散接合簡介(Diffusion Bonding) 292.6.2 銅-銅擴
散接合 293. 第三章 實驗方法 313.1 微結構製作 313.1.1 晶片清洗(Cleaning) 323.1.2 旋塗光阻(Spin Coating) 343.1.3 軟烤(Soft-Bake) 353.1.4 曝光(Exposure) 363.1.5 曝後烤(Post Exposure bake, PEB) 363.1.6 顯影(Development) 373.1.7 硬烤(Hard bake) 383.2 微結構模穴製作 -蝕刻製程 383.2.1 反應式離子蝕刻(Reactive Ion Etching, RIE) 383.2.2 氫氧化鉀濕式蝕刻
(KOH Wet Etching) 403.3 高硬度複合式鎳電鍍製程 433.3.1 濺鍍-導電層製作 433.3.2 微影製程-電鍍圖形定義 443.3.3 電鍍流程 443.3.4 電鍍前處理 453.3.5 電鍍液調配 473.3.6 電鍍設備 483.3.7 電鍍實驗參數 513.4 化學機械研磨平坦化製程 533.5 銅電鍍製程 553.5.1 銅電鍍液配製 553.5.2 電鍍微結構元件準備 563.5.3 銅電鍍液正式電鍍 593.6 銅對銅擴散接合製程 (Cu-Cu Diffusion Bonding) 603.6.1 接合前處理
603.6.2 接合過程 613.6.3 接合完成與取出結構 624. 第四章 結果與討論 634.1 微影製程相關影響 634.1.1 軟烤溫度不均勻問題 634.1.2 曝光能量過度與不足 644.2 蝕刻製程相關影響 654.2.1 KOH蝕刻平面粗糙度問題 654.2.2 蝕刻製作對位點 674.3 電鍍製程問題相關討論 684.3.1 濺鍍銅表面氧化處理 684.3.2 電鍍硬度測試 694.4 化學機械平坦化製程問題相關討論 704.4.1 轉速與平坦化之關係 704.4.2 平坦化結果 714.5 微元件微影製程與電鍍之研究與結果 71第五
章 結論 74參考文獻 75
標準CMOS材料用於熱型感測元件之特性研究
為了解決微元件 IC 的問題，作者張哲維 這樣論述：
本論文主要的目的為針對國研院台灣半導體研究中心提供學術界使用的TSMC 0.35 μm mixed-signal 2P4M (D35)以及TSMC 0.18 μm Mixed Signal 1P6M (T18) CMOS-MEMS標準製程中的導電材料進行特性量測，以提供熱型感測元件之設計參考。量測的項目包含電阻溫度係數(TCR)、熱導率、席貝克係數和本質雜訊等，待測的導電材料層為D35標準製程中的Poly1、Poly2、METAL1、METAL2以及T18標準製程中的Poly1、METAL1與METAL6。本研究利用台灣半導體研究中心所提供之D35與T18 CMOS-MEMS教育性晶片進行量
測元件之設計與製作，熱導率與席貝克係數的量測微元件具有隔熱良好之懸浮結構，利用懸浮結構上加熱器形成待測材料的溫度梯度，透過施加給加熱器的功率與量測元件上溫度感測器所量測的材料兩端溫度差，即可計算出其熱導率與席貝克係數。材料TCR則是將元件放入加熱的恆溫水槽，並將數位電表連接晶片上的待測薄膜進行量測。最後，本論文設計一熱電式紅外線感測元件，並以ANSYS有限元素模擬軟體針對量測結果進行熱穩態模擬，藉以評估此CMOS-MEMS標準製程應用於熱型感測元件之可行性。 本論文成功製作出D35及T18導電材料特性量測晶片，量測結果顯示D35 Poly1、D35 Poly2及T18 Poly1之片電阻
分別為7.75 Ω/sq、44.3 Ω/sq、7.76 Ω/sq，TCR則分別為0.083 %/°C、0.068 %/°C、0.3 %/°C，可以發現雖然兩種製程的Poly1多晶矽上方皆成長了一層金屬矽化物，導致片電阻值較低，但T18的Poly1具有較大的TCR，因此可推斷兩者的金屬矽化物成分並不相同。材料的熱導率以及席貝克係數也被成功量測，D35 Poly1、D35 Poly2、T18 Poly1的熱導率量測結果分別為40 Wm-1K-1、40 Wm-1K-1、28.9 Wm-1K-1，而席貝克係數的量測元件分別由D35 Poly1 & METAL1、D35 Poly2 & METAL1、T
18 Poly1 & METAL1組成三個不同元件中的待測材料熱電偶對，席貝克係數的量測結果則分別為7.73 μV/K、112.6 μV/K、6.18 μV/K。最後，設計一熱電式紅外線感測元件，並以ANSYS模擬軟體針對量測結果進行熱穩態模擬，透過模擬結果推算紅外線感測元件的雜訊等效溫差以評估感測性能，而由D35 Poly1 & Poly2所組成熱電對的熱電式紅外線感測元件模型具有最低的雜訊等效溫差(NETD) 156.86 mK。 若根據上述D35與T18製程材料特性的量測與模擬結果來選擇熱型感測器的材料，T18製程的Poly1因為具有較低的熱導率以及較高的TCR，所以做為熱阻式感測
器的感測電阻材料，能有最佳的感測性能，而D35製程的Poly1與Poly2因為具有較低的熱導率，且兩者的席貝克係數相差較大，所以較適合做為熱電式感測器的熱電偶材料。