Դուք կարող եք դա հասկանալ նույնիսկ եթե դուք երբեք չեք սովորել ֆիզիկա կամ մաթեմատիկա, բայց դա մի փոքր չափազանց պարզ է և հարմար է սկսնակների համար: Եթե ցանկանում եք ավելին իմանալ CMOS-ի մասին, պետք է կարդալ այս թողարկման բովանդակությունը, քանի որ միայն գործընթացի հոսքը (այսինքն՝ դիոդի արտադրության գործընթացը) հասկանալուց հետո կարող եք շարունակել հասկանալ հետևյալ բովանդակությունը։ Այնուհետև եկեք իմանանք, թե ինչպես է այս CMOS-ն արտադրվում ձուլարանային ընկերությունում այս հարցում (որպես օրինակ վերցնելով ոչ առաջադեմ գործընթացը, առաջադեմ գործընթացի CMOS-ը տարբերվում է կառուցվածքով և արտադրության սկզբունքով):
Նախ պետք է իմանաք, որ վաֆլիները, որոնք ձուլարանը ստանում է մատակարարից (սիլիկոնային վաֆլիմատակարար) մեկ առ մեկ՝ 200 մմ շառավղով (8 դյույմգործարան) կամ 300 մմ (12 դյույմգործարան): Ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում, այն իրականում նման է մեծ տորթի, որը մենք անվանում ենք սուբստրատ:
Սակայն մեզ հարմար չէ դրան այսպես նայել։ Մենք նայում ենք ներքևից վերև և նայում ենք խաչմերուկի տեսքին, որը դառնում է հետևյալ պատկերը.
Հաջորդը, եկեք տեսնենք, թե ինչպես է հայտնվում CMOS մոդելը: Քանի որ իրական գործընթացը պահանջում է հազարավոր քայլեր, ես այստեղ կխոսեմ ամենապարզ 8 դյույմանոց վաֆլի հիմնական քայլերի մասին:
Հորերի պատրաստում և ինվերսիոն շերտ.
Այսինքն՝ ջրհորը տեղադրվում է ենթաշերտի մեջ իոնային իմպլանտացիայի միջոցով (Ion Implantation, այսուհետ՝ imp): Եթե ցանկանում եք NMOS պատրաստել, ապա պետք է տեղադրեք P տիպի հորեր: Եթե ցանկանում եք PMOS պատրաստել, ապա պետք է տեղադրեք N տիպի հորեր: Ձեր հարմարության համար եկեք որպես օրինակ վերցնենք NMOS-ը: Իոնների իմպլանտացիայի մեքենան տեղադրում է P տիպի տարրերը, որոնք պետք է տեղադրվեն ենթաշերտի մեջ որոշակի խորության մեջ, այնուհետև դրանք տաքացնում են բարձր ջերմաստիճանում վառարանի խողովակում, որպեսզի ակտիվացնեն այդ իոնները և ցրեն դրանք շուրջը: Սա ավարտում է ջրհորի արտադրությունը: Ահա թե ինչ տեսք ունի արտադրությունն ավարտելուց հետո։
Հորը պատրաստելուց հետո կան իոնային իմպլանտացիայի այլ քայլեր, որոնց նպատակն է վերահսկել ալիքի հոսանքի չափը և շեմային լարումը։ Բոլորը կարող են դա անվանել ինվերսիոն շերտ: Եթե ցանկանում եք ստեղծել NMOS, ապա ինվերսիոն շերտը տեղադրվում է P-տիպի իոններով, իսկ եթե ցանկանում եք ստեղծել PMOS, ապա ինվերսիոն շերտը տեղադրվում է N տիպի իոններով: Իմպլանտացիայից հետո դա հետեւյալ մոդելն է.
Այստեղ կան բազմաթիվ բովանդակություն, ինչպիսիք են էներգիան, անկյունը, իոնների կոնցենտրացիան իոնների իմպլանտացիայի ժամանակ և այլն, որոնք ներառված չեն այս հարցում, և ես կարծում եմ, որ եթե դուք գիտեք այդ բաները, ապա պետք է ինսայդեր լինեք, և դուք. դրանք սովորելու միջոց պետք է ունենա:
SiO2 պատրաստելը.
Սիլիցիումի երկօքսիդը (SiO2, այսուհետ՝ օքսիդ) կպատրաստվի ավելի ուշ: CMOS-ի արտադրության գործընթացում օքսիդ պատրաստելու բազմաթիվ եղանակներ կան: Այստեղ SiO2-ն օգտագործվում է դարպասի տակ, և դրա հաստությունը ուղղակիորեն ազդում է շեմային լարման և ալիքի հոսանքի չափի վրա։ Հետևաբար, ձուլարանների մեծ մասն ընտրում է վառարանի խողովակների օքսիդացման մեթոդը ամենաբարձր որակով, հաստության առավել ճշգրիտ վերահսկմամբ և այս քայլի լավագույն միատեսակությամբ: Իրականում, դա շատ պարզ է, այսինքն, թթվածնով վառարանի խողովակում օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճան, որպեսզի թթվածինն ու սիլիցիումը քիմիական ռեակցիա ունենան՝ առաջացնելով SiO2: Այս կերպ SiO2-ի բարակ շերտ է առաջանում Si-ի մակերեսի վրա, ինչպես ցույց է տրված ստորև նկարում։
Իհարկե, այստեղ կա նաև շատ կոնկրետ տեղեկատվություն, օրինակ, թե քանի աստիճան է անհրաժեշտ, որքան թթվածնի կոնցենտրացիա է անհրաժեշտ, որքան ժամանակ է անհրաժեշտ բարձր ջերմաստիճանը և այլն: Սրանք այն չէ, ինչ մենք հիմա քննարկում ենք, դրանք. չափազանց կոնկրետ:
Դարպասի վերջի Պոլի ձևավորում.
Բայց դա դեռ չի ավարտվել։ SiO2-ը պարզապես համարժեք է թելի, իսկ իրական դարպասը (Poly) դեռ չի սկսվել։ Այսպիսով, մեր հաջորդ քայլը պոլիսիլիկոնի շերտ դնելն է SiO2-ի վրա (պոլիսիլիկոնը նույնպես կազմված է մեկ սիլիցիումային տարրից, բայց ցանցի դասավորությունը տարբեր է: Ինձ մի հարցրեք, թե ինչու են ենթաշերտը օգտագործում մեկ բյուրեղյա սիլիցիում, իսկ դարպասը՝ պոլիսիլիկոն: Գիրք է, որը կոչվում է կիսահաղորդչային ֆիզիկա: Դուք կարող եք իմանալ դրա մասին: Poly-ն նաև շատ կարևոր օղակ է CMOS-ում, բայց poly-ի բաղադրիչը Si-ն է, և այն չի կարող առաջանալ SiO2-ի աճեցման պես Si սուբստրատի հետ անմիջական ռեակցիայի արդյունքում: Սա պահանջում է լեգենդար CVD (Քիմիական գոլորշիների նստվածք), որը քիմիական ռեակցիա է տալիս վակուումում և առաջացած օբյեկտը նստեցնում է վաֆլի վրա: Այս օրինակում առաջացած նյութը պոլիսիլիկոն է, այնուհետև նստում է վաֆլի վրա (այստեղ պետք է ասեմ, որ պոլին ստեղծվում է վառարանի խողովակում CVD-ի միջոցով, ուստի պոլիի արտադրությունը չի կատարվում մաքուր CVD մեքենայի միջոցով):
Բայց այս մեթոդով ձևավորված պոլիսիլիկոնը կտեղավորվի ամբողջ վաֆլի վրա, և տեղումներից հետո այն այսպիսի տեսք ունի։
Poly-ի և SiO2-ի ազդեցությունը.
Այս քայլում իրականում ձևավորվել է մեր ուզած ուղղահայաց կառուցվածքը՝ վերևում՝ պոլի, ներքևում՝ SiO2, իսկ ներքևում՝ ենթաշերտը: Բայց հիմա ամբողջ վաֆլը այսպիսին է, և մեզ միայն կոնկրետ դիրք է պետք «ծորակ» կառույցը լինելու համար։ Այսպիսով, ամբողջ գործընթացում ամենակարևոր քայլն է՝ բացահայտումը:
Վաֆլի երեսին նախ ֆոտոռեզիստի շերտ ենք տարածում, և այն դառնում է այսպես.
Այնուհետև դրա վրա դրեք սահմանված դիմակը (շղթայի օրինաչափությունը սահմանված է դիմակի վրա) և վերջապես այն ճառագայթեք որոշակի ալիքի երկարության լույսով: Ֆոտոռեզիստը կակտիվանա ճառագայթված տարածքում: Քանի որ դիմակով արգելափակված տարածքը լուսավորված չէ լույսի աղբյուրով, ֆոտոռեսիստի այս հատվածը ակտիվացված չէ:
Քանի որ ակտիվացված ֆոտոռեզիստը հատկապես հեշտ է լվանալ հատուկ քիմիական հեղուկով, մինչդեռ չակտիվացված ֆոտոռեզիստը չի կարող լվանալ, ճառագայթումից հետո օգտագործվում է հատուկ հեղուկ՝ ակտիվացված ֆոտոռեզիստը լվանալու համար, և վերջապես այն դառնում է այսպես՝ թողնելով ֆոտոռեզիստ, որտեղ Պոլին և SiO2-ը պետք է պահպանվեն, և ֆոտոռեզիստը հեռացնելով, որտեղ այն պետք չէ պահել:
Հրապարակման ժամանակը՝ օգոստոսի 23-2024