Можете да го разберете дори ако никога не сте учили физика или математика, но е малко прекалено просто и подходящо за начинаещи. Ако искате да научите повече за CMOS, трябва да прочетете съдържанието на този брой, защото само след като разберете потока на процеса (т.е. производствения процес на диода), можете да продължите да разбирате следното съдържание. Тогава нека научим как този CMOS се произвежда в леярната компания в този брой (като вземем ненапреднал процес като пример, CMOS на усъвършенстван процес е различен по структура и производствен принцип).
На първо място, трябва да знаете, че вафлите, които леярната получава от доставчика (силиконова пластинадоставчик) са един по един, с радиус 200 mm (8-инчовфабрично) или 300 mm (12-инчовфабрика). Както е показано на фигурата по-долу, тя всъщност е подобна на голяма торта, която наричаме субстрат.
На нас обаче не ни е удобно да го гледаме по този начин. Гледаме отдолу нагоре и гледаме напречното сечение, което се превръща в следната фигура.
След това нека да видим как изглежда CMOS моделът. Тъй като действителният процес изисква хиляди стъпки, тук ще говоря за основните стъпки на най-простата 8-инчова вафла.
Създаване на кладенец и инверсионен слой:
Тоест ямката се имплантира в субстрата чрез йонна имплантация (йонна имплантация, наричана по-долу имп). Ако искате да направите NMOS, трябва да имплантирате P-тип кладенци. Ако искате да направите PMOS, трябва да имплантирате N-тип ямки. За ваше удобство нека вземем за пример NMOS. Машината за имплантиране на йони имплантира елементите от тип P, които трябва да бъдат имплантирани в субстрата, на определена дълбочина и след това ги нагрява при висока температура в тръбата на пещта, за да активира тези йони и да ги разпръсне наоколо. Това завършва производството на кладенеца. Ето как изглежда след приключване на производството.
След направата на кладенеца има други етапи на йонна имплантация, чиято цел е да контролират размера на тока на канала и праговото напрежение. Всеки може да го нарече инверсионен слой. Ако искате да направите NMOS, инверсионният слой се имплантира с P-тип йони, а ако искате да направите PMOS, инверсионният слой се имплантира с N-тип йони. След имплантирането е следният модел.
Тук има много съдържание, като например енергия, ъгъл, концентрация на йони по време на имплантиране на йони и т.н., които не са включени в този брой и вярвам, че ако знаете тези неща, трябва да сте вътрешен човек и трябва да има начин да ги научи.
Изработване на SiO2:
Силициев диоксид (SiO2, наричан по-нататък оксид) ще бъде произведен по-късно. В производствения процес на CMOS има много начини да се направи оксид. Тук под гейта се използва SiO2 и неговата дебелина пряко влияе върху размера на праговото напрежение и размера на тока на канала. Поради това повечето леярни избират метода на окисление на тръбата на пещта с най-високо качество, най-прецизен контрол на дебелината и най-добра равномерност на тази стъпка. Всъщност това е много просто, т.е. в тръба на пещ с кислород се използва висока температура, за да позволи на кислорода и силиция да реагират химически, за да генерират SiO2. По този начин се генерира тънък слой SiO2 върху повърхността на Si, както е показано на фигурата по-долу.
Разбира се, тук има и много конкретна информация, като например колко градуса са необходими, каква концентрация на кислород е необходима, колко време е необходима високата температура и т.н. Това не е това, което обмисляме сега, това са твърде специфичен.
Формиране на край на портата Poly:
Но още не е свършило. SiO2 е просто еквивалентен на нишка, а истинската порта (Poly) все още не е започнала. Така че следващата ни стъпка е да положим слой от полисилиций върху SiO2 (полисилиций също е съставен от един силициев елемент, но подредбата на решетката е различна. Не ме питайте защо субстратът използва монокристален силиций, а портата използва полисилиций. Там е книга, наречена Физика на полупроводниците. Можете да научите за това ~). Поли също е много критична връзка в CMOS, но компонентът на поли е Si и не може да бъде генериран чрез директна реакция със Si субстрат като отглеждане на SiO2. Това изисква легендарното CVD (Chemical Vapor Deposition), което трябва да реагира химически във вакуум и да утаи генерирания обект върху пластината. В този пример генерираното вещество е полисилиций и след това се утаява върху подложката (тук трябва да кажа, че поли се генерира в тръба на пещ чрез CVD, така че генерирането на поли не се извършва от чиста CVD машина).
Но полисилицийът, образуван по този метод, ще се утаи върху цялата пластина и изглежда така след утаяването.
Излагане на поли и SiO2:
На тази стъпка вертикалната структура, която искаме, всъщност е формирана, с поли отгоре, SiO2 отдолу и субстрата отдолу. Но сега цялата вафла е така и се нуждаем само от конкретна позиция, която да бъде структурата на "кранчето". Така че има най-критичната стъпка в целия процес - излагането.
Първо намазваме повърхността на вафлата със слой фоторезист и става така.
След това поставете дефинираната маска (схемата на веригата е дефинирана върху маската) върху нея и накрая я облъчете със светлина с определена дължина на вълната. Фоторезистът ще се активира в облъчената зона. Тъй като зоната, блокирана от маската, не се осветява от източника на светлина, това парче фоторезист не се активира.
Тъй като активираният фоторезист е особено лесен за отмиване от специфична химическа течност, докато неактивираният фоторезист не може да бъде отмит, след облъчване се използва специфична течност за отмиване на активирания фоторезист и накрая става така, оставяйки фоторезист, където трябва да се задържат Poly и SiO2, и премахване на фоторезиста, когато не е необходимо да се задържа.
Време на публикуване: 23 август 2024 г