Gallwch ei ddeall hyd yn oed os nad ydych erioed wedi astudio ffiseg neu fathemateg, ond mae ychydig yn rhy syml ac yn addas ar gyfer dechreuwyr. Os ydych chi eisiau gwybod mwy am CMOS, mae'n rhaid i chi ddarllen cynnwys y rhifyn hwn, oherwydd dim ond ar ôl deall llif y broses (hynny yw, proses gynhyrchu'r deuod) y gallwch chi barhau i ddeall y cynnwys canlynol. Yna gadewch i ni ddysgu sut mae'r CMOS hwn yn cael ei gynhyrchu yn y cwmni ffowndri yn y rhifyn hwn (gan gymryd proses nad yw'n uwch fel enghraifft, mae'r CMOS o broses uwch yn wahanol o ran strwythur ac egwyddor cynhyrchu).
Yn gyntaf oll, mae'n rhaid i chi wybod bod y wafferi y mae'r ffowndri yn eu cael gan y cyflenwr (wafer siliconcyflenwr) fesul un, gyda radiws o 200mm (8-modfeddffatri) neu 300mm (12-modfeddffatri). Fel y dangosir yn y ffigur isod, mewn gwirionedd mae'n debyg i gacen fawr, yr ydym yn ei alw'n swbstrad.
Fodd bynnag, nid yw'n gyfleus inni edrych arno fel hyn. Edrychwn o'r gwaelod i fyny ac edrych ar y farn drawstoriadol, sy'n dod yn ffigur canlynol.
Nesaf, gadewch i ni weld sut mae'r model CMOS yn ymddangos. Gan fod y broses wirioneddol yn gofyn am filoedd o gamau, byddaf yn siarad am brif gamau'r wafer 8-modfedd symlaf yma.
Gwneud yn Iach a Haen Wrthdro:
Hynny yw, caiff y ffynnon ei mewnblannu i'r swbstrad trwy fewnblannu ïon (Ion Implantation, y cyfeirir ato o hyn ymlaen fel arg). Os ydych chi eisiau gwneud NMOS, mae angen i chi fewnblannu ffynhonnau math P. Os ydych chi eisiau gwneud PMOS, mae angen i chi fewnblannu ffynhonnau math N. Er hwylustod i chi, gadewch i ni gymryd NMOS fel enghraifft. Mae'r peiriant mewnblannu ïon yn mewnblannu'r elfennau math P i'w mewnblannu i'r swbstrad i ddyfnder penodol, ac yna'n eu cynhesu ar dymheredd uchel yn y tiwb ffwrnais i actifadu'r ïonau hyn a'u gwasgaru o gwmpas. Mae hyn yn cwblhau cynhyrchu'r ffynnon. Dyma sut olwg sydd arno ar ôl i'r cynhyrchiad gael ei gwblhau.
Ar ôl gwneud y ffynnon, mae yna gamau mewnblannu ïon eraill, a'u pwrpas yw rheoli maint cerrynt y sianel a foltedd trothwy. Gall pawb ei alw'n haen gwrthdroad. Os ydych chi eisiau gwneud NMOS, mae'r haen gwrthdroad wedi'i mewnblannu ag ïonau math P, ac os ydych chi am wneud PMOS, mae'r haen gwrthdroad wedi'i mewnblannu ag ïonau math N. Ar ôl mewnblannu, dyma'r model canlynol.
Mae yna lawer o gynnwys yma, fel yr egni, ongl, crynodiad ïon yn ystod mewnblannu ïon, ac ati, nad ydyn nhw wedi'u cynnwys yn y rhifyn hwn, a chredaf, os ydych chi'n gwybod y pethau hynny, mae'n rhaid i chi fod yn fewnol, a chi rhaid cael ffordd i'w dysgu.
Gwneud SiO2:
Bydd silicon deuocsid (SiO2, y cyfeirir ato yma wedi hyn fel ocsid) yn cael ei wneud yn ddiweddarach. Yn y broses gynhyrchu CMOS, mae yna lawer o ffyrdd i wneud ocsid. Yma, defnyddir SiO2 o dan y giât, ac mae ei drwch yn effeithio'n uniongyrchol ar faint y foltedd trothwy a maint cerrynt y sianel. Felly, mae'r rhan fwyaf o ffowndrïau yn dewis y dull ocsideiddio tiwb ffwrnais gyda'r ansawdd uchaf, y rheolaeth drwch mwyaf manwl gywir, a'r unffurfiaeth orau ar y cam hwn. Mewn gwirionedd, mae'n syml iawn, hynny yw, mewn tiwb ffwrnais ag ocsigen, defnyddir tymheredd uchel i ganiatáu i ocsigen a silicon ymateb yn gemegol i gynhyrchu SiO2. Yn y modd hwn, cynhyrchir haen denau o SiO2 ar wyneb Si, fel y dangosir yn y ffigur isod.
Wrth gwrs, mae yna hefyd lawer o wybodaeth benodol yma, megis faint o raddau sydd eu hangen, faint o grynodiad o ocsigen sydd ei angen, pa mor hir y mae angen y tymheredd uchel, ac ati Nid dyma'r hyn yr ydym yn ei ystyried yn awr, sef rhy benodol.
Ffurfio pen giât Poly:
Ond nid yw drosodd eto. Mae SiO2 yn cyfateb i edau yn unig, ac nid yw'r giât go iawn (Poly) wedi dechrau eto. Felly ein cam nesaf yw gosod haen o polysilicon ar SiO2 (mae polysilicon hefyd yn cynnwys un elfen silicon, ond mae'r trefniant dellt yn wahanol. Peidiwch â gofyn i mi pam mae'r swbstrad yn defnyddio silicon crisial sengl ac mae'r giât yn defnyddio polysilicon. yn llyfr o'r enw Semiconductor Physics. Gallwch ddysgu amdano. Mae poly hefyd yn gyswllt hanfodol iawn yn CMOS, ond cydran poly yw Si, ac ni ellir ei gynhyrchu trwy adwaith uniongyrchol â swbstrad Si fel SiO2 sy'n tyfu. Mae hyn yn gofyn am y CVD chwedlonol (Dadodiad Anwedd Cemegol), sef adweithio'n gemegol mewn gwactod a gwaddodi'r gwrthrych a gynhyrchir ar y waffer. Yn yr enghraifft hon, mae'r sylwedd a gynhyrchir yn polysilicon, ac yna'n cael ei waddodi ar y wafer (yma mae'n rhaid i mi ddweud bod CVD yn cynhyrchu poly mewn tiwb ffwrnais, felly nid yw cynhyrchu poly yn cael ei wneud gan beiriant CVD pur).
Ond bydd y polysilicon a ffurfiwyd gan y dull hwn yn cael ei waddodi ar y wafer cyfan, ac mae'n edrych fel hyn ar ôl dyddodiad.
Amlygiad Poly a SiO2:
Ar y cam hwn, mae'r strwythur fertigol yr ydym ei eisiau wedi'i ffurfio mewn gwirionedd, gyda poly ar y brig, SiO2 ar y gwaelod, a'r swbstrad ar y gwaelod. Ond nawr mae'r wafer cyfan fel hyn, a dim ond sefyllfa benodol sydd ei angen arnom i fod yn strwythur "faucet". Felly mae'r cam mwyaf hanfodol yn y broses gyfan - amlygiad.
Yn gyntaf, rydyn ni'n taenu haen o ffotoresist ar wyneb y wafer, ac mae'n dod fel hyn.
Yna rhowch y mwgwd diffiniedig (mae'r patrwm cylched wedi'i ddiffinio ar y mwgwd) arno, ac yn olaf ei arbelydru â golau o donfedd penodol. Bydd y ffotoresydd yn cael ei actifadu yn yr ardal arbelydredig. Gan nad yw'r ardal sydd wedi'i rhwystro gan y mwgwd wedi'i goleuo gan y ffynhonnell golau, nid yw'r darn hwn o ffotoresydd yn cael ei actifadu.
Gan fod y ffotoresydd wedi'i actifadu yn arbennig o hawdd i gael ei olchi i ffwrdd gan hylif cemegol penodol, er na ellir golchi'r ffotoresydd heb ei actifadu i ffwrdd, ar ôl arbelydru, defnyddir hylif penodol i olchi'r ffotoresydd wedi'i actifadu, ac yn olaf mae'n dod fel hyn, gan adael y ffotoresist lle mae angen cadw Poly a SiO2, a chael gwared ar y ffotoresist lle nad oes angen ei gadw.
Amser post: Awst-23-2024