Sampeyan bisa ngerti sanajan sampeyan durung nate sinau fisika utawa matématika, nanging rada prasaja lan cocok kanggo pamula. Yen sampeyan pengin ngerti luwih akeh babagan CMOS, sampeyan kudu maca isi masalah iki, amarga mung sawise ngerti aliran proses (yaiku, proses produksi dioda) sampeyan bisa terus ngerti isi ing ngisor iki. Banjur ayo sinau babagan carane CMOS iki diprodhuksi ing perusahaan pengecoran ing masalah iki (njupuk proses non-maju minangka conto, CMOS proses maju beda ing struktur lan prinsip produksi).
Kaping pisanan, sampeyan kudu ngerti manawa wafer sing ditampa saka pengecoran saka supplier (wafer silikonsupplier) siji-siji, kanthi radius 200mm (8-incipabrik) utawa 300mm (12-incipabrik). Minangka ditampilake ing gambar ing ngisor iki, iku bener padha karo kue gedhe, sing diarani substrat.
Nanging, ora trep yen kita ndeleng kanthi cara iki. Kita katon saka ngisor munggah lan katon ing tampilan cross-sectional, kang dadi tokoh ing ngisor iki.
Sabanjure, ayo ndeleng carane model CMOS katon. Wiwit proses nyata mbutuhake ewu langkah, Aku bakal pirembagan bab langkah-langkah utama wafer 8-inch paling prasaja kene.
Nggawe Lapisan Inggih lan Inversi:
Yaiku, sumur kasebut ditanem ing substrat kanthi implantasi ion (Ion Implantation, sing sabanjure diarani imp). Yen sampeyan pengin nggawe NMOS, sampeyan kudu implan sumur P-jinis. Yen sampeyan pengin nggawe PMOS, sampeyan kudu implan sumur N-jinis. Kanggo penak, ayo njupuk NMOS minangka conto. Mesin implantasi ion implan unsur-unsur P-jinis kanggo ditanem menyang landasan kanggo ambane tartamtu, lan banjur heats ing suhu dhuwur ing tabung pawon kanggo ngaktifake ion iki lan kasebar watara. Iki ngrampungake produksi sumur. Iki sing katon sawise produksi rampung.
Sawise nggawe sumur, ana langkah implantasi ion liyane, sing tujuane kanggo ngontrol ukuran arus saluran lan voltase ambang. Saben uwong bisa nyebat lapisan inversi. Yen sampeyan pengin nggawe NMOS, lapisan inversi ditanem karo ion tipe P, lan yen sampeyan pengin nggawe PMOS, lapisan inversi ditanem karo ion tipe N. Sawise implantasi, iku model ing ngisor iki.
Ana akeh isi ing kene, kayata energi, sudut, konsentrasi ion sajrone implantasi ion, lan liya-liyane, sing ora kalebu ing masalah iki, lan aku yakin yen sampeyan ngerti perkara kasebut, sampeyan kudu dadi wong njero, lan sampeyan kudu duwe cara kanggo sinau.
Nggawe SiO2:
Silikon dioksida (SiO2, sabanjure diarani oksida) bakal digawe mengko. Ing proses produksi CMOS, ana akeh cara kanggo nggawe oksida. Ing kene, SiO2 digunakake ing sangisore gapura, lan kekandelane langsung mengaruhi ukuran voltase ambang lan ukuran saluran saiki. Mulane, paling foundries milih cara oksidasi tabung tungku karo kualitas paling dhuwur, kontrol kekandelan paling tepat, lan uniformity paling apik ing langkah iki. Nyatane, prasaja banget, yaiku, ing tabung tungku kanthi oksigen, suhu dhuwur digunakake kanggo ngidini oksigen lan silikon bereaksi sacara kimia kanggo ngasilake SiO2. Kanthi cara iki, lapisan tipis SiO2 diasilake ing permukaan Si, kaya sing dituduhake ing gambar ing ngisor iki.
Mesthine, ana uga akeh informasi khusus ing kene, kayata pirang-pirang derajat sing dibutuhake, pira konsentrasi oksigen sing dibutuhake, suwene suhu sing dibutuhake, lan liya-liyane. banget spesifik.
Formasi gate end Poly:
Nanging durung rampung. SiO2 mung padha karo benang, lan gerbang nyata (Poly) durung diwiwiti. Dadi langkah sabanjure kanggo lay lapisan polysilicon ing SiO2 (polysilicon uga dumadi saka siji unsur silikon, nanging susunan kisi beda. Aja takon kula apa substrate nggunakake silikon kristal siji lan gapura nggunakake polysilicon. Ana. yaiku buku sing diarani Fisika Semikonduktor Sampeyan bisa sinau babagan iki. Poli uga link banget kritis ing CMOS, nanging komponèn saka poli punika Si, lan iku ora bisa kui dening reaksi langsung karo substrat Si kaya akeh SiO2. Iki mbutuhake CVD legendaris (Chemical Vapor Deposition), yaiku reaksi kimia ing vakum lan precipitate obyek sing digawe ing wafer. Ing conto iki, zat kui polysilicon, lan banjur precipitated ing wafer (kene aku kudu ngomong sing poli digawe ing tabung tungku dening CVD, supaya generasi poly ora rampung dening mesin CVD murni).
Nanging polysilicon kawangun dening cara iki bakal precipitated ing kabeh wafer, lan katon kaya iki sawise udan.
Paparan Poli lan SiO2:
Ing langkah iki, struktur vertikal sing dikarepake wis dibentuk, kanthi poli ing ndhuwur, SiO2 ing ngisor, lan substrat ing ngisor. Nanging saiki kabeh wafer kaya iki, lan kita mung butuh posisi tartamtu kanggo dadi struktur "kran". Dadi ana langkah paling kritis ing kabeh proses - eksposur.
Kita pisanan nyebar lapisan photoresist ing permukaan wafer, lan dadi kaya iki.
Banjur sijine topeng ditetepake (pola sirkuit wis ditetepake ing topeng) ing, lan pungkasanipun irradiate karo cahya saka dawa gelombang tartamtu. Photoresist bakal diaktifake ing wilayah sing disinari. Amarga wilayah sing diblokir topeng ora disinari sumber cahya, potongan fotoresist iki ora diaktifake.
Wiwit photoresist sing diaktifake gampang banget kanggo dicuci dening cairan kimia tartamtu, nalika photoresist sing ora aktif ora bisa dicuci, sawise iradiasi, cairan khusus digunakake kanggo ngumbah fotoresist sing diaktifake, lan pungkasane dadi kaya iki, ninggalake photoresist ngendi Poly lan SiO2 kudu disimpen, lan mbusak photoresist ngendi iku ora perlu kanggo disimpen.
Wektu kirim: Aug-23-2024