Flussu di prucessu di semiconductor

Pudete capisce ancu s'ellu ùn avete mai studiatu fisica o matematica, ma hè un pocu troppu simplice è adattatu per i principianti. Se vulete sapè più nantu à CMOS, avete da leghje u cuntenutu di sta questione, perchè solu dopu avè capitu u flussu di u prucessu (vale à dì, u prucessu di produzzione di u diodu) pudete cuntinuà à capisce u cuntenutu seguente. Allora sapemu cumu si produce stu CMOS in a cumpagnia di fonderia in questa questione (pigliendu un prucessu micca avanzatu per esempiu, u CMOS di prucessu avanzatu hè diversu in struttura è principiu di produzzione).

Prima di tuttu, duvete sapè chì i wafers chì a fonderia riceve da u fornitore (wafer di siliciufornitore) sò unu per unu, cù un raghju di 200 mm (8-inchfabbrica) o 300 mm (12-inchfabbrica). Cum'è mostra in a figura sottu, hè veramente simili à un big cake, chì chjamemu un sustrato.

Tuttavia, ùn hè micca cunvenutu per noi di guardà in questu modu. Fighjemu da u fondu è fighjemu a vista transversale, chì diventa a figura seguente.

Dopu, vedemu cumu appare u mudellu CMOS. Siccomu u prucessu attuale richiede millaie di passi, vi parleraghju di i passi principali di u wafer più simplice di 8 inch quì.

 

 

Fà u bè è a strata d'inversione:

Questu hè, u pozzu hè impiantatu in u sustrato per l'implantazione di ioni (Implantazione di ioni, in seguitu chjamatu imp). Se vulete fà NMOS, avete bisognu di implantà pozzi di tipu P. Se vulete fà PMOS, avete bisognu di implantà pozzi di tipu N. Per a vostra comodità, pigliamu NMOS cum'è un esempiu. A machina di implantazione di ioni implanta l'elementi di tipu P per esse impiantati in u sustrato à una prufundità specifica, è poi li riscalda à alta temperatura in u tubu di u furnace per attivà questi ioni è diffondenu intornu. Questu cumpleta a produzzione di u pozzu. Questu hè ciò chì pare dopu chì a produzzione hè finita.

Dopu avè fattu u pozzu, ci sò altri passi di implantazione di ioni, u scopu di quale hè di cuntrullà a dimensione di u currente di u canali è a tensione di soglia. Ognunu pò chjamà a strata d'inversione. Se vulete fà NMOS, a capa d'inversione hè impiantata cù ioni di tipu P, è se vulete fà PMOS, a capa d'inversione hè implantata cù ioni di tipu N. Dopu à l'implantazione, hè u seguente mudellu.

Ci sò assai cuntenuti quì, cum'è l'energia, l'angulu, a cuncentrazione di ioni durante l'implantazione di ioni, etc., chì ùn sò micca inclusi in questa questione, è crede chì se sapete quelli cose, duvete esse un insider, è voi. deve avè un modu per amparà.

 

Produce SiO2:

U diossidu di siliciu (SiO2, in seguitu chjamatu ossidu) serà fattu dopu. In u prucessu di produzzione CMOS, ci sò parechje manere di fà l'oxidu. Quì, SiO2 hè utilizatu sottu a porta, è u so grossu influenza direttamente a dimensione di a tensione di u sogliu è a dimensione di u currente di u canali. Per quessa, a maiò parte di i fonderie sceglienu u metudu d'ossidazione di u tubu di furnace cù a più alta qualità, u cuntrollu di spessore più precisu, è a megliu uniformità in questu passu. In fatti, hè assai sèmplice, vale à dì, in un tubu di furnace cù l'ossigenu, a temperatura alta hè aduprata per permette à l'ossigenu è u siliciu di reagisce chimicamente per generà SiO2. In questu modu, una fina capa di SiO2 hè generata nantu à a superficia di Si, cum'è mostra in a figura sottu.

Di sicuru, ci hè ancu assai infurmazione specifica quì, cum'è quanti gradi sò necessarii, quantu cuncentrazione di l'ossigenu hè necessariu, quantu tempu l'alta temperatura hè necessariu, etc. Questi ùn sò micca ciò chì cunsideremu avà, quelli sò troppu specificu.

Formazione di a fine di a porta Poly:

Ma ùn hè ancu finitu. SiO2 hè solu equivalenti à un filu, è a vera porta (Poly) ùn hà micca cuminciatu. Allora u nostru prossimu passu hè di mette una strata di polysilicon nantu à SiO2 (polisiliconu hè ancu cumpostu di un unicu elementu di silicium, ma l'arrangiamentu di u lattice hè diversu. Ùn mi dumandate micca perchè u sustrato usa silicium unicu cristallu è a porta usa polisilicu. hè un libru chjamatu Semiconductor Physics. Poly hè ancu un ligame assai criticu in CMOS, ma u cumpunente di poli hè Si, è ùn pò micca esse generatu da a reazione diretta cù u sustrato Si cum'è a crescita di SiO2. Questu hè bisognu di a legenda CVD (Chemical Vapor Deposition), chì hè di reagisce chimicamente in un vacuum è precipitate l'ughjettu generatu nantu à u wafer. In questu esempiu, a sustanza generata hè polysilicon, è poi precipitata nantu à u wafer (quì devu dì chì u poli hè generatu in un tubu di furnace da CVD, cusì a generazione di poli ùn hè micca fatta da una macchina CVD pura).

Ma u polysilicon furmatu da stu metudu serà precipitatu nantu à tutta a wafer, è pare cusì dopu a precipitazione.

 

Esposizione di Poly è SiO2:

À questu passu, a struttura verticale chì vulemu hè stata veramente formata, cù poli in cima, SiO2 in fondu, è u sustrato in fondu. Ma avà tuttu u wafer hè cusì, è avemu solu bisognu di una pusizione specifica per esse a struttura "faucet". Allora ci hè u passu più criticu in tuttu u prucessu - l'esposizione.
Prima sparghjemu una capa di photoresist nantu à a superficia di l'ostia, è diventa cusì.

Allora mette a maschera definita (u mudellu di circuitu hè statu definitu nantu à a maschera) nantu à questu, è infine l'irradiate cù luce di una lunghezza d'onda specifica. U photoresist serà attivatu in a zona irradiata. Siccomu l'area bluccata da a maschera ùn hè micca illuminata da a fonte di luce, questu pezzu di fotoresist ùn hè micca attivatu.

Siccomu u photoresist attivatu hè particularmente faciule da esse lavatu da un liquidu chimicu specificu, mentre chì u photoresist inattivu ùn pò esse lavatu, dopu à l'irradiazione, un liquidu specificu hè utilizatu per lavà u photoresist attivatu, è infine diventa cusì, lassannu u photoresist induve Poly è SiO2 deve esse ritinutu, è caccià u photoresist induve ùn ci vole à esse ritinutu.