आप इसे तब भी समझ सकते हैं, जब आपने कभी भौतिकी या गणित का अध्ययन नहीं किया हो, लेकिन यह थोड़ा सरल है और शुरुआती लोगों के लिए उपयुक्त है। यदि आप CMOS के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो आपको इस अंक की सामग्री को पढ़ना होगा, क्योंकि प्रक्रिया प्रवाह (अर्थात डायोड की उत्पादन प्रक्रिया) को समझने के बाद ही आप निम्नलिखित सामग्री को समझना जारी रख सकते हैं। तो आइए इस अंक में फाउंड्री कंपनी में इस सीएमओएस का उत्पादन कैसे किया जाता है इसके बारे में जानें (उदाहरण के रूप में गैर-उन्नत प्रक्रिया को लेते हुए, उन्नत प्रक्रिया का सीएमओएस संरचना और उत्पादन सिद्धांत में भिन्न होता है)।
सबसे पहले, आपको यह जानना होगा कि फाउंड्री को जो वेफर्स आपूर्तिकर्ता से मिलते हैं (सिलिकॉन वेफरआपूर्तिकर्ता) 200 मिमी की त्रिज्या के साथ एक-एक करके हैं (8 इंचफैक्टरी) या 300 मिमी (12 इंचकारखाना)। जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, यह वास्तव में एक बड़े केक के समान है, जिसे हम सब्सट्रेट कहते हैं।
हालाँकि, इसे इस तरह से देखना हमारे लिए सुविधाजनक नहीं है। हम नीचे से ऊपर की ओर देखते हैं और क्रॉस-सेक्शनल दृश्य को देखते हैं, जो निम्नलिखित आकृति बन जाता है।
आगे, आइए देखें कि CMOS मॉडल कैसा दिखता है। चूंकि वास्तविक प्रक्रिया में हजारों चरणों की आवश्यकता होती है, इसलिए मैं यहां सबसे सरल 8-इंच वेफर के मुख्य चरणों के बारे में बात करूंगा।
कुआँ और उलटा परत बनाना:
अर्थात्, कुएं को आयन प्रत्यारोपण (आयन प्रत्यारोपण, इसके बाद छोटा सा भूत के रूप में संदर्भित) द्वारा सब्सट्रेट में प्रत्यारोपित किया जाता है। यदि आप एनएमओएस बनाना चाहते हैं, तो आपको पी-प्रकार के कुओं को प्रत्यारोपित करना होगा। यदि आप पीएमओएस बनाना चाहते हैं, तो आपको एन-प्रकार के कुओं को प्रत्यारोपित करना होगा। आपकी सुविधा के लिए, आइए एनएमओएस को एक उदाहरण के रूप में लें। आयन इम्प्लांटेशन मशीन पी-प्रकार के तत्वों को एक विशिष्ट गहराई तक सब्सट्रेट में प्रत्यारोपित करती है, और फिर इन आयनों को सक्रिय करने और उन्हें चारों ओर फैलाने के लिए भट्ठी ट्यूब में उच्च तापमान पर गर्म करती है। इससे कुएं का उत्पादन पूरा हो जाता है। उत्पादन पूरा होने के बाद ऐसा दिखता है।
कुआँ बनाने के बाद, अन्य आयन आरोपण चरण होते हैं, जिनका उद्देश्य चैनल करंट और थ्रेशोल्ड वोल्टेज के आकार को नियंत्रित करना है। हर कोई इसे व्युत्क्रम परत कह सकता है। यदि आप एनएमओएस बनाना चाहते हैं, तो व्युत्क्रम परत को पी-प्रकार के आयनों के साथ प्रत्यारोपित किया जाता है, और यदि आप पीएमओएस बनाना चाहते हैं, तो व्युत्क्रम परत को एन-प्रकार के आयनों के साथ प्रत्यारोपित किया जाता है। प्रत्यारोपण के बाद, यह निम्नलिखित मॉडल है।
यहां बहुत सारी सामग्रियां हैं, जैसे कि ऊर्जा, कोण, आयन आरोपण के दौरान आयन सांद्रता, आदि, जो इस मुद्दे में शामिल नहीं हैं, और मेरा मानना है कि यदि आप उन चीजों को जानते हैं, तो आपको एक अंदरूनी सूत्र होना चाहिए, और आप उन्हें सीखने का एक तरीका होना चाहिए।
SiO2 बनाना:
सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2, जिसे इसके बाद ऑक्साइड कहा जाएगा) बाद में बनाया जाएगा। सीएमओएस उत्पादन प्रक्रिया में, ऑक्साइड बनाने के कई तरीके हैं। यहां, गेट के नीचे SiO2 का उपयोग किया जाता है, और इसकी मोटाई सीधे थ्रेशोल्ड वोल्टेज के आकार और चैनल करंट के आकार को प्रभावित करती है। इसलिए, अधिकांश फाउंड्री उच्चतम गुणवत्ता, सबसे सटीक मोटाई नियंत्रण और इस चरण में सर्वोत्तम एकरूपता के साथ फर्नेस ट्यूब ऑक्सीकरण विधि का चयन करती हैं। वास्तव में, यह बहुत सरल है, अर्थात्, ऑक्सीजन के साथ भट्ठी ट्यूब में, SiO2 उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीजन और सिलिकॉन को रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देने के लिए उच्च तापमान का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, Si की सतह पर SiO2 की एक पतली परत उत्पन्न हो जाती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
बेशक, यहां बहुत सी विशिष्ट जानकारी भी है, जैसे कि कितनी डिग्री की आवश्यकता है, ऑक्सीजन की कितनी सांद्रता की आवश्यकता है, कितने समय तक उच्च तापमान की आवश्यकता है, आदि। ये वे नहीं हैं जिन पर हम अभी विचार कर रहे हैं, ये हैं बहुत विशिष्ट.
गेट एंड पॉली का गठन:
लेकिन यह अभी ख़त्म नहीं हुआ है. SiO2 बस एक धागे के बराबर है, और वास्तविक गेट (पॉली) अभी शुरू नहीं हुआ है। तो हमारा अगला कदम SiO2 पर पॉलीसिलिकॉन की एक परत बिछाना है (पॉलीसिलिकॉन भी एक ही सिलिकॉन तत्व से बना होता है, लेकिन जाली की व्यवस्था अलग होती है। मुझसे यह न पूछें कि सब्सट्रेट एकल क्रिस्टल सिलिकॉन का उपयोग क्यों करता है और गेट पॉलीसिलिकॉन का उपयोग क्यों करता है। वहां) सेमीकंडक्टर फिजिक्स नामक पुस्तक है आप इसके बारे में जान सकते हैं~)। सीएमओएस में पॉली भी एक बहुत ही महत्वपूर्ण कड़ी है, लेकिन पॉली का घटक Si है, और इसे बढ़ते SiO2 की तरह Si सब्सट्रेट के साथ सीधी प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न नहीं किया जा सकता है। इसके लिए प्रसिद्ध सीवीडी (रासायनिक वाष्प जमाव) की आवश्यकता होती है, जो निर्वात में रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है और उत्पन्न वस्तु को वेफर पर अवक्षेपित करता है। इस उदाहरण में, उत्पन्न पदार्थ पॉलीसिलिकॉन है, और फिर वेफर पर अवक्षेपित होता है (यहां मुझे कहना होगा कि पॉली सीवीडी द्वारा भट्ठी ट्यूब में उत्पन्न होती है, इसलिए पॉली की पीढ़ी शुद्ध सीवीडी मशीन द्वारा नहीं की जाती है)।
लेकिन इस विधि से बनने वाला पॉलीसिलिकॉन पूरे वेफर पर अवक्षेपित हो जाएगा, और अवक्षेपण के बाद यह इस तरह दिखता है।
पॉली और SiO2 का एक्सपोजर:
इस चरण में, हम जो ऊर्ध्वाधर संरचना चाहते हैं वह वास्तव में बन गई है, शीर्ष पर पॉली, नीचे SiO2 और सबसे नीचे सब्सट्रेट है। लेकिन अब पूरा वेफर इस तरह है, और हमें केवल "नल" संरचना के लिए एक विशिष्ट स्थान की आवश्यकता है। तो पूरी प्रक्रिया में सबसे महत्वपूर्ण कदम है - एक्सपोज़र।
हम सबसे पहले वेफर की सतह पर फोटोरेसिस्ट की एक परत फैलाते हैं और यह इस तरह बन जाती है।
फिर उस पर परिभाषित मास्क (मास्क पर सर्किट पैटर्न परिभाषित किया गया है) रखें, और अंत में इसे एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश से विकिरणित करें। विकिरणित क्षेत्र में फोटोरेसिस्ट सक्रिय हो जाएगा। चूंकि मास्क द्वारा अवरुद्ध क्षेत्र प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित नहीं होता है, इसलिए फोटोरेसिस्ट का यह टुकड़ा सक्रिय नहीं होता है।
चूंकि सक्रिय फोटोरेसिस्ट को एक विशिष्ट रासायनिक तरल से धोना विशेष रूप से आसान होता है, जबकि निष्क्रिय फोटोरेसिस्ट को धोया नहीं जा सकता है, विकिरण के बाद, सक्रिय फोटोरेसिस्ट को धोने के लिए एक विशिष्ट तरल का उपयोग किया जाता है, और अंत में यह इस तरह बन जाता है, छोड़ देता है। जहां पॉली और SiO2 को बनाए रखने की आवश्यकता है, वहां फोटोरेसिस्ट करें और जहां इसे बनाए रखने की आवश्यकता नहीं है, वहां फोटोरेसिस्ट को हटा दें।
पोस्ट करने का समय: अगस्त-23-2024