Вы можаце зразумець гэта, нават калі вы ніколі не вывучалі фізіку або матэматыку, але гэта занадта проста і падыходзіць для пачаткоўцаў. Калі вы хочаце даведацца больш пра CMOS, вам трэба прачытаць змест гэтага выпуску, таму што толькі пасля разумення ходу працэсу (гэта значыць працэсу вытворчасці дыёда) вы зможаце працягваць разуменне наступнага зместу. Тады давайце даведаемся, як гэты CMOS вырабляецца ў ліцейнай кампаніі ў гэтым выпуску (прымаючы ў якасці прыкладу непрасунуты працэс, CMOS з прасунутым працэсам адрозніваецца па структуры і прынцыпу вытворчасці).
Перш за ўсё, вы павінны ведаць, што пласціны, якія ліцейны завод атрымлівае ад пастаўшчыка (крамянёвая пласцінапастаўшчык) адзін за адным, з радыусам 200 мм (8-цалевызавод) або 300 мм (12-цалевыфабрыка). Як паказана на малюнку ніжэй, ён на самай справе падобны на вялікі торт, які мы называем падкладкай.
Аднак нам не зручна так на гэта глядзець. Мы глядзім знізу ўверх і глядзім на папярочны разрэз, які становіцца наступным малюнкам.
Далей паглядзім, як выглядае мадэль CMOS. Паколькі фактычны працэс патрабуе тысяч этапаў, я раскажу тут пра асноўныя этапы найпростай 8-цалевай пласціны.
Выраб калодзежа і інверсійнага пласта:
Гэта значыць лунка імплантуецца ў падкладку метадам іённай імплантацыі (Ion Implantation, у далейшым імп). Калі вы хочаце зрабіць NMOS, вам трэба імплантаваць лункі P-тыпу. Калі вы хочаце зрабіць PMOS, вам трэба імплантаваць лункі N-тыпу. Для вашага зручнасці возьмем у якасці прыкладу NMOS. Машына для іённай імплантацыі імплантуе элементы P-тыпу, якія трэба імплантаваць, у падкладку на пэўную глыбіню, а затым награвае іх пры высокай тэмпературы ў трубе печы, каб актываваць гэтыя іёны і распаўсюджваць іх вакол. На гэтым выраб свідравіны завершана. Вось так гэта выглядае пасля завяршэння вытворчасці.
Пасля стварэння лункі ідуць іншыя этапы іённай імплантацыі, мэтай якіх з'яўляецца кантроль памеру току канала і парогавага напружання. Кожны можа назваць гэта пластом інверсіі. Калі вы хочаце зрабіць NMOS, у інверсійны пласт імплантуюць іёны P-тыпу, а калі вы хочаце зрабіць PMOS, у інверсійны пласт імплантуюць іёны N-тыпу. Пасля імплантацыі гэта наступная мадэль.
Тут ёсць шмат змесціва, такіх як энергія, вугал, канцэнтрацыя іёнаў падчас іоннай імплантацыі і г.д., якія не ўключаны ў гэты выпуск, і я лічу, што калі вы ведаеце гэтыя рэчы, вы павінны быць інсайдэрам, і вы павінен быць спосаб вывучыць іх.
Стварэнне SiO2:
Дыяксід крэмнію (SiO2, у далейшым аксід) будзе зроблены пазней. У працэсе вытворчасці CMOS існуе мноства спосабаў атрымання аксіду. Тут SiO2 выкарыстоўваецца пад засаўкай, і яго таўшчыня напрамую ўплывае на велічыню парогавага напружання і велічыню току ў канале. Такім чынам, большасць ліцейных прадпрыемстваў выбіраюць метад акіслення печнай трубы з самай высокай якасцю, найбольш дакладным кантролем таўшчыні і лепшай аднастайнасцю на гэтым этапе. На самай справе, гэта вельмі проста, гэта значыць, у трубе печы з кіслародам, высокая тэмпература выкарыстоўваецца, каб дазволіць кіслароду і крэмнію хімічна рэагаваць для атрымання SiO2. Такім чынам на паверхні Si ствараецца тонкі пласт SiO2, як паказана на малюнку ніжэй.
Вядома, тут таксама ёсць шмат канкрэтнай інфармацыі, напрыклад, колькі градусаў неабходна, якая канцэнтрацыя кіслароду патрэбна, як доўга патрэбна высокая тэмпература і г.д. Гэта не тое, што мы зараз разглядаем, гэта занадта канкрэтна.
Фарміраванне канца варот Poly:
Але гэта яшчэ не скончылася. SiO2 проста эквівалент ніткі, а сапраўдны варот (Poly) яшчэ не пачаўся. Такім чынам, наш наступны крок - пакласці пласт полікрэмнію на SiO2 (полікрэмній таксама складаецца з аднаго крэмнію, але размяшчэнне рашоткі адрозніваецца. Не пытайцеся мяне, чаму ў падкладцы выкарыстоўваецца монакрышталіч крэмнія, а ў засаўцы - полікрэмній. гэта кніга пад назвай «Фізіка паўправаднікоў». Вы можаце даведацца пра гэта ~). Поліэтылен таксама з'яўляецца вельмі важным звяном у CMOS, але кампанент полі з'яўляецца Si, і ён не можа быць атрыманы шляхам прамой рэакцыі з падкладкай Si, як вырошчванне SiO2. Для гэтага неабходны легендарны CVD (хімічнае асаджэнне з паравай фазы), які павінен уступаць у хімічную рэакцыю ў вакууме і асаджаць створаны аб'ект на пласціне. У гэтым прыкладзе атрыманым рэчывам з'яўляецца полікрэмній, які затым асаджваецца на пласціне (тут я павінен сказаць, што поліэтыленавы генеруецца ў трубе печы з дапамогай CVD, так што генерацыя полі не вырабляецца чыста CVD машынай).
Але полікрэмній, утвораны гэтым метадам, будзе выпадаць на ўсю пласціну, і пасля асаджэння гэта выглядае так.
Ўздзеянне Poly і SiO2:
На гэтым этапе вертыкальная структура, якую мы жадаем, была фактычна сфарміравана з поліэтыленам уверсе, SiO2 унізе і падкладкай унізе. Але цяпер уся пласціна такая, і нам патрэбна толькі пэўная пазіцыя, якая будзе структурай «кран». Такім чынам, ёсць самы важны этап ва ўсім працэсе - выкрыццё.
Спачатку накладваем на паверхню пласціны пласт фотарэзіста, і яна робіцца вось такой.
Затым нанясіце на яе пэўную маску (узор схемы быў вызначаны на масцы) і, нарэшце, апраменьце яе святлом пэўнай даўжыні хвалі. Фотарэзіст актывуецца ў апрамененай вобласці. Паколькі вобласць, заблакаваная маскай, не асвятляецца крыніцай святла, гэты кавалак фотарэзіста не актывуецца.
Паколькі актываваны фотарэзіст асабліва лёгка змыць спецыяльнай хімічнай вадкасцю, у той час як неактываваны фотарэзіст немагчыма змыць, пасля апрамянення для змывання актываванага фотарэзіста выкарыстоўваецца спецыяльная вадкасць, і, нарэшце, ён становіцца такім, пакідаючы фотарэзіст там, дзе Poly і SiO2 павінны быць захаваны, і выдаленне фотарэзіста там, дзе яго не трэба захоўваць.
Час публікацыі: 23 жніўня 2024 г