Semiconductor pwosesis koule

Ou ka konprann li menm si ou pa janm etidye fizik oswa matematik, men li se yon ti jan twò senp ak apwopriye pou débutan. Si ou vle konnen plis sou CMOS, ou dwe li kontni an nan pwoblèm sa a, paske sèlman apre yo fin konprann koule nan pwosesis (ki se, pwosesis pwodiksyon an nan dyod la) ou ka kontinye konprann kontni sa a. Lè sa a, kite a aprann sou ki jan CMOS sa a pwodui nan konpayi fondri a nan pwoblèm sa a (pran pwosesis ki pa avanse kòm yon egzanp, CMOS nan pwosesis avanse diferan nan estrikti ak prensip pwodiksyon).

Premye a tout, ou dwe konnen ke wafers yo ke fondri a jwenn nan men founisè a (silisyòm waferfounisè) yo youn pa youn, ak yon reyon 200mm (8-pousfaktori) oswa 300mm (12-pousfaktori). Jan yo montre nan figi ki anba a, li se aktyèlman menm jan ak yon gato gwo, ke nou rele yon substra.

Sepandan, li pa bon pou nou gade nan fason sa a. Nou gade anba a anlè epi gade nan gade nan kwa-seksyonèl, ki vin tounen figi sa a.

Apre sa, ann wè ki jan modèl CMOS la parèt. Depi pwosesis aktyèl la mande dè milye de etap, mwen pral pale sou etap prensipal yo nan wafer ki pi senp 8-pous isit la.

 

 

Fè byen ak kouch envèsyon:

Sa vle di, se pi a anjandre nan substra a pa enplantasyon iyon (Ion Implantation, apre sa refere kòm imp). Si ou vle fè NMOS, ou bezwen implant P-type pwi. Si ou vle fè PMOS, ou bezwen implant N-type pwi. Pou konvenyans ou, ann pran NMOS kòm yon egzanp. Machin implantation ion lan implants eleman P-tip pou implanté nan substrate pou yon pwofondè espesifik, ak lè sa a chofe yo nan tanperati anwo nan syèl la nan gwo founo tib pou aktive iyon sa yo ak diffuse yo alantou. Sa a fini pwodiksyon an nan pi a. Sa a se sa li sanble apre pwodiksyon an fini.

Apre yo fin fè pi a, gen lòt etap enplantasyon iyon, objektif la se kontwole gwosè aktyèl kanal la ak vòltaj papòt. Tout moun ka rele li kouch envèrsyon an. Si ou vle fè NMOS, kouch envèrsyon an implanté ak iyon P-tip, epi si ou vle fè PMOS, kouch envèrsyon an implanté ak iyon N-kalite. Apre enplantasyon, li se modèl sa a.

Gen anpil kontni isit la, tankou enèji, ang, konsantrasyon ion pandan enplantasyon ion, elatriye, ki pa enkli nan pwoblèm sa a, e mwen kwè ke si ou konnen bagay sa yo, ou dwe yon inisye, epi ou dwe gen yon fason yo aprann yo.

 

Fè SiO2:

Silisyòm dyosid (SiO2, apwe refere yo kòm oksid) pral fèt pita. Nan pwosesis pwodiksyon CMOS la, gen plizyè fason pou fè oksid. Isit la, SiO2 yo itilize anba pòtay la, ak epesè li dirèkteman afekte gwosè a nan vòltaj la papòt ak gwosè a nan aktyèl la kanal. Se poutèt sa, pifò fondri chwazi metòd oksidasyon tib founo a ak bon jan kalite ki pi wo a, kontwòl epesè ki pi egzak, ak pi bon inifòmite nan etap sa a. An reyalite, li trè senp, se sa ki, nan yon tib founo ak oksijèn, yo itilize tanperati ki wo pou pèmèt oksijèn ak Silisyòm reyaji chimikman pou jenere SiO2. Nan fason sa a, yon kouch mens nan SiO2 pwodwi sou sifas la nan Si, jan yo montre nan figi ki anba a.

Natirèlman, gen tou yon anpil nan enfòmasyon espesifik isit la, tankou konbyen degre yo bezwen, konbyen konsantrasyon nan oksijèn ki nesesè, konbyen tan tanperati a wo bezwen, elatriye Sa yo se pa sa nou ap konsidere kounye a, sa yo se twò espesifik.

Fòmasyon nan fen pòtay Poly:

Men, li poko fini. SiO2 se jis ekivalan a yon fil, ak pòtay reyèl la (Poly) pa te kòmanse ankò. Se konsa, pwochen etap nou an se mete yon kouch polysilicon sou SiO2 (polysilicon tou konpoze de yon sèl eleman Silisyòm, men aranjman an lasi diferan. Pa mande m 'poukisa substra a sèvi ak Silisyòm kristal sèl ak pòtay la itilize polysilicon. Gen se yon liv ki rele Semiconductor Physics Ou ka aprann sou li. Poly se tou yon lyen trè kritik nan CMOS, men eleman nan poly se Si, epi li pa ka pwodwi pa reyaksyon dirèk ak Si substra tankou k ap grandi SiO2. Sa a mande pou lejand CVD (Chemical Vapor Deposition), ki se reyaji chimikman nan yon vakyòm ak presipite objè a pwodwi sou wafer la. Nan egzanp sa a, sibstans ki te pwodwi a se polysilicon, ak Lè sa a, presipite sou wafer la (isit la mwen dwe di ke poly yo pwodwi nan yon tib founo pa CVD, kidonk jenerasyon an nan Poly pa fè pa yon machin CVD pi bon kalite).

Men, polysilicon ki te fòme pa metòd sa a pral presipite sou wafer a tout antye, epi li sanble sa a apre presipitasyon.

 

Ekspozisyon Poly ak SiO2:

Nan etap sa a, estrikti vètikal nou vle aktyèlman te fòme, ak poly sou tèt la, SiO2 sou anba a, ak substra a sou anba a. Men koulye a, wafer an antye se tankou sa a, epi nou sèlman bezwen yon pozisyon espesifik yo dwe estrikti nan "tibinèt". Se konsa, gen etap ki pi kritik nan tout pwosesis la - ekspoze.
Nou premye gaye yon kouch fotorezist sou sifas wafer la, epi li vin tankou sa a.

Lè sa a, mete mask la defini (modèl sikwi a te defini sou mask la) sou li, epi finalman iradyasyon li ak limyè nan yon longèdonn espesifik. Photoresist la ap vin aktive nan zòn iradyasyon an. Depi zòn ki bloke pa mask la pa eklere pa sous limyè a, moso fotorezist sa a pa aktive.

Depi photoresist a aktive se patikilyèman fasil yo dwe lave lwen pa yon likid chimik espesifik, pandan y ap photoresist inaktive a pa ka lave lwen, apre iradyasyon, yo itilize yon likid espesifik pou lave fotoresist aktive a, epi finalman li vin tankou sa a, kite la. photoresist kote Poly ak SiO2 bezwen kenbe, epi retire fotorezist kote li pa bezwen kenbe.