Jy kan dit verstaan al het jy nog nooit fisika of wiskunde gestudeer nie, maar dit is 'n bietjie te eenvoudig en geskik vir beginners. As jy meer wil weet oor CMOS, moet jy die inhoud van hierdie uitgawe lees, want eers nadat jy die prosesvloei (dit is die produksieproses van die diode) verstaan het, kan jy voortgaan om die volgende inhoud te verstaan. Kom ons leer dan hoe hierdie CMOS in die gieterymaatskappy in hierdie uitgawe geproduseer word (met nie-gevorderde proses as 'n voorbeeld, die CMOS van gevorderde proses verskil in struktuur en produksiebeginsel).
Eerstens moet jy weet dat die wafers wat die gietery by die verskaffer kry (silikon waferverskaffer) is een vir een, met 'n radius van 200mm (8-duimfabriek) of 300 mm (12-duimfabriek). Soos in die figuur hieronder getoon, is dit eintlik soortgelyk aan 'n groot koek, wat ons 'n substraat noem.
Dit is egter nie vir ons gerieflik om so daarna te kyk nie. Ons kyk van onder na bo en kyk na die deursnee-aansig, wat die volgende figuur word.
Kom ons kyk dan hoe die CMOS-model verskyn. Aangesien die werklike proses duisende stappe verg, sal ek hier oor die hoofstappe van die eenvoudigste 8-duim-wafer praat.
Maak goed en inversielaag:
Dit wil sê, die put word in die substraat ingeplant deur iooninplanting (iooninplanting, hierna verwys as imp). As jy NMOS wil maak, moet jy P-tipe putte inplant. As jy PMOS wil maak, moet jy N-tipe putte inplant. Kom ons neem NMOS as 'n voorbeeld vir u gerief. Die ioon-inplantingsmasjien implanteer die P-tipe elemente wat in die substraat ingeplant moet word tot 'n spesifieke diepte, en verhit dit dan teen hoë temperatuur in die oondbuis om hierdie ione te aktiveer en hulle rond te versprei. Dit voltooi die produksie van die put. Dit is hoe dit lyk nadat die produksie voltooi is.
Nadat die put gemaak is, is daar ander ioon-inplantingsstappe, waarvan die doel is om die grootte van die kanaalstroom en drumpelspanning te beheer. Almal kan dit die inversielaag noem. As jy NMOS wil maak, word die inversielaag met P-tipe ione ingeplant, en as jy PMOS wil maak, word die inversielaag met N-tipe ione ingeplant. Na inplanting is dit die volgende model.
Daar is baie inhoud hier, soos die energie, hoek, ioonkonsentrasie tydens iooninplanting, ens., wat nie in hierdie uitgawe ingesluit is nie, en ek glo dat as jy daardie dinge weet, jy 'n insider moet wees, en jy moet 'n manier hê om hulle te leer.
Maak SiO2:
Silikondioksied (SiO2, hierna na verwys as oksied) sal later gemaak word. In die CMOS-produksieproses is daar baie maniere om oksied te maak. Hier word SiO2 onder die hek gebruik, en die dikte daarvan beïnvloed direk die grootte van die drempelspanning en die grootte van die kanaalstroom. Daarom kies die meeste gieterye die oondbuis-oksidasiemetode met die hoogste gehalte, die mees akkurate diktebeheer en die beste eenvormigheid by hierdie stap. Trouens, dit is baie eenvoudig, dit wil sê, in 'n oondbuis met suurstof, word hoë temperatuur gebruik om suurstof en silikon chemies te laat reageer om SiO2 te genereer. Op hierdie manier word 'n dun laag SiO2 op die oppervlak van Si gegenereer, soos in die figuur hieronder getoon.
Natuurlik is hier ook baie spesifieke inligting, soos hoeveel grade benodig word, hoeveel konsentrasie suurstof benodig word, hoe lank die hoë temperatuur benodig word, ens. Dit is nie wat ons nou oorweeg nie, dit is te spesifiek.
Vorming van hek einde Poly:
Maar dit is nog nie verby nie. SiO2 is net gelykstaande aan 'n draad, en die regte hek (Poly) het nog nie begin nie. Ons volgende stap is dus om 'n laag polisilicon op SiO2 te lê (polisilicon is ook saamgestel uit 'n enkele silikonelement, maar die roosterrangskikking is anders. Moenie my vra hoekom die substraat enkelkristal silikon gebruik en die hek gebruik polisilicon nie. Daar is 'n boek genaamd Halfgeleierfisika Jy kan daaroor leer. Dit is 'n verleentheid. Poli is ook 'n baie kritieke skakel in CMOS, maar die komponent van poli is Si, en dit kan nie gegenereer word deur direkte reaksie met Si-substraat soos groeiende SiO2 nie. Dit vereis die legendariese CVD (Chemical Vapor Deposition), wat chemies in 'n vakuum moet reageer en die gegenereerde voorwerp op die wafer neerslaan. In hierdie voorbeeld is die gegenereerde stof polisilicon, en word dan op die wafer neergeslaan (hier moet ek sê dat poli gegenereer word in 'n oondbuis deur CVD, dus die generering van poli word nie deur 'n suiwer CVD-masjien gedoen nie).
Maar die polisilicon wat deur hierdie metode gevorm word, sal op die hele wafer neerslaan, en dit lyk so na presipitasie.
Blootstelling van Poly en SiO2:
By hierdie stap is die vertikale struktuur wat ons wil hê eintlik gevorm, met poli aan die bokant, SiO2 aan die onderkant en die substraat aan die onderkant. Maar nou is die hele wafer so, en ons het net 'n spesifieke posisie nodig om die "kraan"-struktuur te wees. Daar is dus die mees kritieke stap in die hele proses - blootstelling.
Ons smeer eers 'n laag fotoresist op die oppervlak van die wafer, en dit word so.
Sit dan die gedefinieerde masker (die stroombaanpatroon is op die masker gedefinieer) daarop, en bestraal dit uiteindelik met lig van 'n spesifieke golflengte. Die fotoweerstand sal in die bestraalde area geaktiveer word. Aangesien die area wat deur die masker geblokkeer word nie deur die ligbron verlig word nie, word hierdie stuk fotoweerstand nie geaktiveer nie.
Aangesien die geaktiveerde fotoresist besonder maklik deur 'n spesifieke chemiese vloeistof weggewas kan word, terwyl die ongeaktiveerde fotoresist nie weggewas kan word nie, word 'n spesifieke vloeistof na bestraling gebruik om die geaktiveerde fotoresist weg te was, en uiteindelik word dit so, wat die fotoresist waar Poly en SiO2 behou moet word, en die verwydering van die fotoresist waar dit nie behou hoef te word nie.
Postyd: Aug-23-2024