Erdieroaleen prozesu-fluxua

Uler dezakezu inoiz fisika edo matematika ikasi ez baduzu ere, baina sinpleegia eta hasiberrientzat egokia da. CMOS-i buruz gehiago jakin nahi baduzu, ale honen edukia irakurri behar duzu, izan ere, prozesu-fluxua (hau da, diodoaren ekoizpen-prozesua) ulertu ondoren soilik jarraitu ahal izango duzu hurrengo edukia ulertzen. Ondoren, ikas dezagun nola ekoizten den Galdaketa enpresan CMOS hau ale honetan (prozesu ez-aurreratua adibide gisa hartuta, prozesu aurreratuaren CMOS desberdina da egituran eta ekoizpen-printzipioan).

Lehenik eta behin, jakin behar duzu galdaketak hornitzailetik lortzen dituen obleak (siliziozko obleahornitzailea) banan-banan daude, 200 mm-ko erradioarekin (8 hazbetekoafabrika) edo 300 mm (12 hazbetekoafabrika). Beheko irudian ikusten den bezala, substratu deitzen diogun pastel handi baten antzekoa da.

Hala ere, ez zaigu komeni horrela ikustea. Behetik gora begiratzen dugu eta zeharkako sekzioa ikusten dugu, hurrengo irudia bihurtzen dena.

Jarraian, ikus dezagun nola agertzen den CMOS eredua. Benetako prozesuak milaka urrats behar dituenez, 8 hazbeteko ostia sinpleenaren urrats nagusiei buruz hitz egingo dut hemen.

 

 

Putzua eta Inbertsio Geruza egitea:

Hau da, putzua substratuan ioi-inplantazio bidez ezartzen da (Ion Implantation, aurrerantzean imp). NMOS egin nahi baduzu, P motako putzuak ezarri behar dituzu. PMOS egin nahi baduzu, N motako putzuak ezarri behar dituzu. Zure erosotasunerako, har dezagun NMOS adibide gisa. Ioiak ezartzeko makinak substratuan txertatu beharreko P motako elementuak inplantatzen ditu sakonera zehatz batean, eta gero tenperatura altuan berotzen ditu labeko hodian ioi horiek aktibatzeko eta inguruan hedatzeko. Honek putzuaren ekoizpena osatzen du. Ekoizpena amaitu ostean itxura hauxe du.

Putzua egin ondoren, beste ioien inplantazio-urrats batzuk daude, eta horien helburua kanalaren korrontearen eta atalasearen tentsioaren tamaina kontrolatzea da. Guztiek dei diezaioke inbertsio geruza. NMOS egin nahi baduzu, inbertsio-geruza P motako ioiekin ezartzen da, eta PMOS egin nahi baduzu, inbertsio-geruza N motako ioiekin ezartzen da. Inplantatu ondoren, honako eredua da.

Eduki asko daude hemen, hala nola, energia, angelua, ioien inplantazio garaian ioien kontzentrazioa, etab., zeinak ez dauden ale honetan sartzen, eta uste dut gauza horiek ezagutzen badituzu, barrukoa izan behar duzula, eta ikasteko modua izan behar du.

 

SiO2 egitea:

Silizio dioxidoa (SiO2, aurrerantzean oxidoa) egingo da. CMOS ekoizpen prozesuan, oxidoa egiteko modu asko daude. Hemen, SiO2 ate azpian erabiltzen da, eta bere lodierak zuzenean eragiten du atalase-tentsioaren tamainan eta kanal-korrontearen tamainan. Hori dela eta, burdinola gehienek labe-hodiaren oxidazio-metodoa aukeratzen dute kalitaterik handienarekin, lodiera-kontrol zehatzena eta uniformetasun onenarekin urrats honetan. Izan ere, oso erraza da, hau da, oxigenoa duen labe-hodi batean tenperatura altua erabiltzen da oxigenoa eta silizioa kimikoki erreakzionatzeko SiO2 sortzeko. Horrela, SiO2-ko geruza mehe bat sortzen da Si-ren gainazalean, beheko irudian ikusten den bezala.

Jakina, hemen ere informazio zehatz asko dago, hala nola, zenbat gradu behar diren, zenbat oxigeno kontzentrazio behar den, zenbat denbora behar den tenperatura altua, etab. Ez dira orain kontuan hartzen ari garenak, horiek dira. zehatzegia.

Poly ate amaieraren eraketa:

Baina oraindik ez da amaitu. SiO2 hari baten baliokidea da, eta benetako atea (Poly) ez da oraindik hasi. Beraz, gure hurrengo urratsa SiO2-ren gainean polisiliziozko geruza bat jartzea da (polisiliziozko elementu bakar batez ere osatuta dago, baina sarearen antolamendua ezberdina da. Ez galdetu zergatik erabiltzen duen substratuak kristal bakarreko silizioa eta ateak polisiliziozkoa. Bertan Semiconductor Physics izeneko liburua da. Lotsagarria da. Poly ere oso lotura kritikoa da CMOS-en, baina poli-ren osagaia Si da, eta ezin da sortu SiO2 haztea bezalako SiO2 substratuarekin erreakzio zuzenaren bidez. Honek CVD (Chemical Vapor Deposition) mitikoa behar du, hau da, kimikoki hutsean erreakzionatu eta sortutako objektua oblean hauspeatzea. Adibide honetan, sortutako substantzia polisilicioa da, eta gero oblean hauspeatzen du (hemen esan behar dut poli CVD-ren bidez labe-hodi batean sortzen dela, beraz, poli-sorkuntza ez da CVD makina huts batek egiten).

Baina metodo honen bidez osatutako polisilicioa oblea osoan hauspeatuko da, eta prezipitazioaren ondoren horrela dirudi.

 

Poly eta SiO2-ren esposizioa:

Urrats honetan, nahi dugun egitura bertikala osatu da benetan, goian polia, behean SiO2 eta behean substratua. Baina orain ostia osoa horrela dago, eta posizio zehatz bat besterik ez dugu behar "txorrota" egitura izateko. Beraz, prozesu osoan urratsik kritikoena dago: esposizioa.
Lehenik fotoerresistentzia geruza bat zabaldu dugu oblearen gainazalean, eta horrela bihurtzen da.

Ondoren, jarri zehaztutako maskara (zirkuituaren eredua maskaran definitu da) gainean, eta, azkenik, irradiatu uhin-luzera zehatz bateko argiarekin. Fotorresistentea aktibatuko da irradiatutako eremuan. Maskarak blokeatutako eremua argi iturriak argitzen ez duenez, fotoerresistentzia zati hau ez da aktibatzen.

Aktibatutako fotoerresistentea likido kimiko zehatz batek garbitzea bereziki erraza denez, aktibatutako fotoerresistentea garbitu ezin den bitartean, irradiazioaren ondoren, likido espezifiko bat erabiltzen da aktibatuta dagoen fotoerresistentea garbitzeko, eta azkenean horrela bihurtzen da, fotoerresistentea non Poly eta SiO2 atxiki behar diren, eta fotorresistentea kendu behar ez den tokian.