Pochopíte to, i když jste nikdy nestudovali fyziku nebo matematiku, ale je to trochu příliš jednoduché a vhodné pro začátečníky. Pokud se chcete o CMOS dozvědět více, musíte si přečíst obsah tohoto čísla, protože teprve po pochopení procesního toku (tedy výrobního procesu diody) můžete dále chápat následující obsah. Pak se v tomto čísle seznámíme s tím, jak se tento CMOS vyrábí ve slévárenské společnosti (jako příklad vezmeme nepokročilý proces, CMOS pokročilého procesu se liší strukturou a principem výroby).
Nejprve musíte vědět, že oplatky, které slévárna získá od dodavatele (křemíkový plátekdodavatel) jsou jeden po druhém, s poloměrem 200 mm (8-palcovýtovárna) nebo 300 mm (12-palcovýtovárna). Jak je znázorněno na obrázku níže, je to ve skutečnosti podobné velkému dortu, kterému říkáme substrát.
Není nám však pohodlné se na to dívat tímto způsobem. Podíváme se zdola nahoru a podíváme se na pohled v řezu, který se změní na následující obrázek.
Dále se podívejme, jak vypadá model CMOS. Protože skutečný proces vyžaduje tisíce kroků, budu zde mluvit o hlavních krocích nejjednoduššího 8palcového waferu.
Dobře a inverzní vrstva:
To znamená, že jamka je implantována do substrátu iontovou implantací (Ion Implantation, dále jen imp). Pokud chcete vyrobit NMOS, musíte implantovat jamky typu P. Pokud chcete vyrobit PMOS, musíte implantovat jamky typu N. Pro vaše pohodlí uveďme NMOS jako příklad. Iontový implantační stroj implantuje prvky typu P, které mají být implantovány, do substrátu do specifické hloubky a poté je zahřívá na vysokou teplotu v trubici pece, aby se tyto ionty aktivovaly a rozptýlily kolem. Tím je výroba studny dokončena. Takto to vypadá po dokončení výroby.
Po vytvoření vrtu následují další kroky implantace iontů, jejichž účelem je řídit velikost proudu kanálu a prahového napětí. Každý tomu může říkat inverzní vrstva. Pokud chcete vytvořit NMOS, inverzní vrstva je implantována ionty typu P a pokud chcete vytvořit PMOS, inverzní vrstva je implantována ionty typu N. Po implantaci je to následující model.
Je zde mnoho obsahů, jako je energie, úhel, koncentrace iontů při implantaci iontů atd., které nejsou v tomto čísle zahrnuty, a věřím, že pokud ty věci znáte, musíte být zasvěcenci a musí mít způsob, jak se je naučit.
Výroba SiO2:
Oxid křemičitý (Si02, dále jen oxid) bude vyroben později. V procesu výroby CMOS existuje mnoho způsobů, jak vyrobit oxid. Zde je SiO2 použit pod hradlem a jeho tloušťka přímo ovlivňuje velikost prahového napětí a velikost proudu kanálu. Proto většina sléváren v tomto kroku volí metodu oxidace trubek pece s nejvyšší kvalitou, nejpřesnější kontrolou tloušťky a nejlepší rovnoměrností. Ve skutečnosti je to velmi jednoduché, to znamená, že v trubce pece s kyslíkem se používá vysoká teplota, aby kyslík a křemík mohly chemicky reagovat za vzniku SiO2. Tímto způsobem se na povrchu Si vytvoří tenká vrstva Si02, jak je znázorněno na obrázku níže.
Samozřejmě je zde také mnoho konkrétních informací, jako kolik je potřeba stupňů, jaká je potřeba koncentrace kyslíku, jak dlouho je potřeba vysoká teplota atd. O těch teď neuvažujeme, to jsou příliš konkrétní.
Vytvoření konce brány Poly:
Ale ještě není konec. SiO2 je ekvivalentní vláknu a skutečná brána (Poly) ještě nezačala. Naším dalším krokem je tedy položení vrstvy polysilikonu na SiO2 (polysilikon je také složen z jediného křemíkového prvku, ale uspořádání mřížky je jiné. Neptejte se mě, proč substrát používá monokrystalický křemík a hradlo používá polysilikon. Tam je kniha s názvem Fyzika polovodičů. Je to trapné~). Poly je také velmi kritickým článkem v CMOS, ale složkou poly je Si a nemůže být generován přímou reakcí se substrátem Si, jako je rostoucí SiO2. K tomu je zapotřebí legendární CVD (Chemical Vapor Deposition), která má chemicky reagovat ve vakuu a vysrážet vzniklý předmět na waferu. V tomto příkladu je vygenerovanou látkou polysilikon a potom se vysráží na plátku (zde musím říci, že poly se generuje v trubce pece pomocí CVD, takže generování poly neprovádí čistý CVD stroj).
Polysilikon vzniklý touto metodou se ale vysráží na celém plátku a po vysrážení to vypadá takto.
Expozice Poly a SiO2:
V tomto kroku byla skutečně vytvořena vertikální struktura, kterou chceme, s poly na horní straně, SiO2 na spodní straně a substrátem na spodní straně. Ale teď je celá oplatka taková a potřebujeme pouze konkrétní pozici, která bude strukturou „faucetu“. Existuje tedy nejkritičtější krok v celém procesu - expozice.
Nejprve naneseme vrstvu fotorezistu na povrch waferu a stane se takto.
Poté na ni nasaďte definovanou masku (na masce je definován obvodový vzor) a nakonec ji ozařte světlem o specifické vlnové délce. Fotorezist se aktivuje v ozařované oblasti. Vzhledem k tomu, že oblast blokovaná maskou není osvětlena zdrojem světla, tento kus fotorezistu není aktivován.
Vzhledem k tomu, že aktivovaný fotorezist lze obzvláště snadno smýt specifickou chemickou kapalinou, zatímco neaktivovaný fotorezist smýt nelze, po ozáření se ke smytí aktivovaného fotorezistu použije specifická kapalina a nakonec se to stane takto, takže fotorezist tam, kde je třeba zadržet Poly a SiO2, a odstranění fotorezistu tam, kde ho zadržet nemusí.
Čas odeslání: 23. srpna 2024