Akkor is megértheti, ha még soha nem tanult fizikát vagy matematikát, de kicsit túl egyszerű és kezdőknek megfelelő. Ha többet szeretne megtudni a CMOS-ról, akkor ennek a számnak a tartalmát el kell olvasnia, mert csak a folyamatfolyamat (vagyis a dióda gyártási folyamatának) megértése után tudja tovább megérteni a következő tartalmat. Ezután ebben a számban ismerkedjünk meg azzal, hogyan gyártják ezt a CMOS-t az öntödei vállalatnál (a nem haladó folyamatot példának vesszük, a fejlett eljárás CMOS-e felépítésében és gyártási elveiben különbözik).
Először is tudnia kell, hogy az ostyák, amelyeket az öntöde a szállítótól kap (szilícium ostyaszállító) egyenként, 200 mm-es sugárral (8 hüvelykesgyári) vagy 300mm (12 hüvelykesgyár). Amint az alábbi ábrán látható, valójában egy nagy tortához hasonlít, amit szubsztrátumnak nevezünk.
Nekünk azonban nem kényelmes így nézni. Alulról felfelé nézzük, és nézzük a keresztmetszeti nézetet, amely a következő ábra lesz.
Ezután nézzük meg, hogyan jelenik meg a CMOS modell. Mivel a tényleges folyamat több ezer lépést igényel, itt a legegyszerűbb 8 hüvelykes ostya fő lépéseiről fogok beszélni.
Kút és inverziós réteg készítése:
Vagyis a lyukat ionimplantációval ültetik be a szubsztrátumba (Ion Implantation, a továbbiakban imp). Ha NMOS-t szeretne készíteni, P-típusú lyukakat kell beültetnie. Ha PMOS-t szeretne készíteni, N-típusú lyukakat kell beültetnie. Az Ön kényelme érdekében vegyük példának az NMOS-t. Az ionimplantációs gép a beültetésre kerülő P-típusú elemeket meghatározott mélységig beülteti a szubsztrátumba, majd a kemencecsőben magas hőmérsékleten felmelegíti, hogy aktiválja és körbe-körbe diffundálja ezeket az ionokat. Ezzel befejeződik a kút termelése. Így néz ki a gyártás befejezése után.
A kút elkészítése után további ionbeültetési lépések következnek, amelyek célja a csatornaáram és a küszöbfeszültség nagyságának szabályozása. Mindenki nevezheti inverziós rétegnek. Ha NMOS-t akarunk készíteni, akkor az inverziós réteget P-típusú ionokkal ültetjük be, ha pedig PMOS-t, akkor az inverziós réteget N-típusú ionokkal. A beültetés után a következő modell.
Nagyon sok olyan tartalom van itt, mint például az energia, a szög, az ionkoncentráció az ionbeültetés során, stb., amelyek nem szerepelnek ebben a számban, és úgy gondolom, hogy ha ezeket tudja, akkor bennfentesnek kell lennie, és meg kell tanulnia őket.
SiO2 előállítása:
A szilícium-dioxid (SiO2, a továbbiakban: oxid) később készül. A CMOS gyártási folyamatában számos módszer létezik az oxid előállítására. Itt SiO2-t használnak a kapu alatt, és ennek vastagsága közvetlenül befolyásolja a küszöbfeszültség nagyságát és a csatornaáram nagyságát. Ezért a legtöbb öntöde a kemencecső oxidációs módszerét választja a legmagasabb minőséggel, a legpontosabb vastagságszabályozással és a legjobb egyenletességgel ebben a lépésben. Valójában ez nagyon egyszerű, vagyis egy oxigénes kemencecsőben magas hőmérsékletet használnak, hogy lehetővé tegyék az oxigén és a szilícium kémiai reakcióját, és SiO2 keletkezzen. Ily módon vékony SiO2 réteg keletkezik a Si felületén, amint az alábbi ábrán látható.
Természetesen sok konkrét információ is található itt, például, hogy hány fokra van szükség, mennyi oxigénkoncentrációra van szükség, meddig kell magas hőmérsékletet tartani stb. Most nem ezekre gondolunk, hanem ezekre. túl konkrét.
Poly kapuvég kialakítása:
De még nincs vége. A SiO2 egy szálnak felel meg, és a valódi kapu (Poly) még nem indult el. Következő lépésünk tehát az, hogy egy poliszilícium réteget fektetünk a SiO2-ra (a poliszilícium is egyetlen szilícium elemből áll, de a rács elrendezése más. Ne kérdezzétek, hogy a szubsztrátum miért egykristályos szilíciumot használ, a kapu pedig poliszilíciumot. Ott. a Semiconductor Physics című könyv Megtudhatod, hogy ez kínos ~). A poli szintén nagyon kritikus láncszem a CMOS-ban, de a poli összetevője a Si, és nem állítható elő Si-szubsztráttal való közvetlen reakcióval, például SiO2 növesztésével. Ehhez szükség van a legendás CVD-re (Chemical Vapor Deposition), amely vákuumban kémiai reakcióba lép, és a keletkezett tárgyat kicsapja az ostyára. Ebben a példában a keletkezett anyag poliszilícium, majd kicsapódik az ostyára (itt azt kell mondanom, hogy a poli-t egy kemencecsőben állítják elő CVD-vel, tehát a poli előállítása nem tiszta CVD-géppel történik).
De az ezzel a módszerrel képződött poliszilícium az egész ostyán kicsapódik, és így néz ki a kicsapás után.
Poli és SiO2 expozíció:
Ennél a lépésnél tulajdonképpen kialakult a kívánt függőleges szerkezet, felül poli, alul SiO2, alul pedig a hordozó. De most az egész ostya ilyen, és csak egy konkrét pozícióra van szükségünk, hogy a "csap" szerkezet legyen. Tehát ott van az egész folyamat legkritikusabb lépése – az expozíció.
Először egy fotoreziszt réteget kenünk az ostya felületére, és ilyen lesz.
Ezután tedd rá a meghatározott maszkot (az áramköri mintát a maszkon definiáltuk), végül sugározd be meghatározott hullámhosszú fénnyel. A fotoreziszt aktiválódik a besugárzott területen. Mivel a maszk által elzárt területet nem világítja meg a fényforrás, ez a fotoreziszt nem aktiválódik.
Mivel az aktivált fotoreziszt különösen könnyen lemosható egy adott kémiai folyadékkal, míg az aktiválatlan fotoreziszt nem mosható le, ezért besugárzás után egy adott folyadékkal mossák le az aktivált fotorezisztet, és végül ilyenné válik, hagyva a fotoreziszt, ahol a poli- és SiO2-t meg kell tartani, és a fotoreziszt eltávolítása ott, ahol nem kell megtartani.
Feladás időpontja: 2024. augusztus 23