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Gravure du poly et du SiO2 :
Ensuite, le poly(O2) et le SiO2 en excès sont éliminés par gravure, c'est-à-dire retirés. À ce moment-là, la directiongravureest utilisé. Dans la classification de la gravure, on distingue la gravure directionnelle et la gravure non directionnelle. La gravure directionnelle fait référence àgravureLa gravure directionnelle consiste à éliminer le SiO₂ dans une direction précise à l'aide d'acides et de bases spécifiques. Dans cet exemple, nous utilisons une gravure directionnelle descendante pour éliminer le SiO₂, et le résultat est le suivant.
Enfin, retirez la résine photosensible. Cette fois-ci, il ne s'agit plus de l'activation par irradiation lumineuse mentionnée précédemment, mais d'une autre méthode, car l'objectif n'est pas de définir une taille précise, mais d'éliminer toute la résine. Le résultat final est celui illustré dans la figure suivante.
De cette manière, nous avons atteint l'objectif de préserver l'emplacement précis du Poly SiO2.
Formation de la source et du drain :
Enfin, examinons la formation de la source et du drain. Nous en avons parlé dans le numéro précédent. La source et le drain sont implantés par ionisation avec le même type d'éléments. On utilise ensuite une résine photosensible pour exposer la zone source/drain où l'électrode de type N doit être implantée. Prenant le NMOS comme exemple, toutes les parties de la figure précédente seront exposées, comme illustré dans la figure suivante.
Comme la partie recouverte par la résine photosensible ne peut pas être implantée (la lumière est bloquée), les éléments de type N ne seront implantés que sur le NMOS requis. Le substrat sous la couche de polystyrène étant bloqué par cette dernière et par du SiO₂, il ne sera pas implanté.
À ce stade, un modèle MOS simple a été réalisé. En théorie, si une tension est appliquée à la source, au drain, au polysilicium et au substrat, ce MOS peut fonctionner. Cependant, on ne peut pas simplement utiliser une sonde pour appliquer directement une tension à la source et au drain. Il est donc nécessaire de réaliser un câblage MOS, c'est-à-dire de connecter plusieurs MOS entre eux. Examinons maintenant le processus de câblage.
Création de VIA :
La première étape consiste à recouvrir l'ensemble du MOS d'une couche de SiO2, comme illustré dans la figure ci-dessous :
Bien sûr, ce SiO2 est produit par CVD, car c'est très rapide et cela permet un gain de temps. L'étape suivante consiste à déposer la résine photosensible et à l'exposer. Voici le résultat final.
Utilisez ensuite la méthode de gravure pour créer un trou dans le SiO2, comme indiqué en gris sur la figure ci-dessous. La profondeur de ce trou est directement en contact avec la surface du Si.
Enfin, retirez la résine photosensible et vous obtiendrez l'aspect suivant.
Il faut maintenant insérer le conducteur dans ce trou. De quel type de conducteur s'agit-il ? Chaque fabricant utilise un matériau différent, mais la plupart sont des alliages de tungstène. Comment procéder ? On utilise la méthode PVD (dépôt physique en phase vapeur), dont le principe est similaire à celui illustré ci-dessous.
On utilise des électrons ou des ions de haute énergie pour bombarder le matériau cible ; les fragments de ce matériau se déposent alors sous forme d’atomes et forment le revêtement sous-jacent. Le matériau cible dont on parle généralement dans les médias est celui décrit ici.
Une fois le trou comblé, voici à quoi ça ressemble.
Bien sûr, lors du remplissage, il est impossible de contrôler précisément l'épaisseur du revêtement afin qu'elle corresponde à la profondeur du trou. Il y aura donc un léger excédent. C'est pourquoi nous utilisons la technologie CMP (polissage chimico-mécanique), qui peut paraître sophistiquée, mais qui consiste en réalité à meuler pour éliminer cet excédent. Voici le résultat.
À ce stade, la production d'une couche de vias est terminée. Bien entendu, la production de vias sert principalement au câblage de la couche métallique située en dessous.
Production de couches métalliques :
Dans ces conditions, nous utilisons le procédé PVD pour déposer une autre couche de métal. Ce métal est principalement un alliage à base de cuivre.
Après exposition et gravure, nous obtenons le résultat souhaité. Nous poursuivons ensuite l'empilement jusqu'à satisfaire nos besoins.
Lorsque nous établirons le schéma, nous vous indiquerons le nombre maximal de couches de métal pouvant être empilées, ainsi que le procédé utilisé.
Finalement, nous obtenons cette structure. La pastille supérieure correspond à la broche de cette puce, et après l'encapsulation, elle devient la broche visible (bien sûr, je l'ai dessinée au hasard, sans aucune signification pratique, juste pour donner un exemple).
Voici le processus général de fabrication d'une puce. Dans ce numéro, nous avons abordé les principales étapes de la fabrication de semi-conducteurs : exposition, gravure, implantation ionique, tubes de four, CVD, PVD, CMP, etc.
Date de publication : 23 août 2024