Сіз физиканы немесе математиканы ешқашан оқымаған болсаңыз да, оны түсінуге болады, бірақ бұл тым қарапайым және жаңадан бастағандар үшін қолайлы. Егер сіз CMOS туралы көбірек білгіңіз келсе, осы шығарылымның мазмұнын оқып шығуыңыз керек, өйткені процестің ағынын (яғни диодтың өндіріс процесін) түсінгеннен кейін ғана келесі мазмұнды түсінуді жалғастыра аласыз. Содан кейін осы шығарылымда құю зауытында бұл CMOS қалай шығарылатыны туралы білейік (мысал ретінде жетілдірілген емес процесті алсақ, жетілдірілген процестің CMOS құрылымы мен өндіріс принципі бойынша ерекшеленеді).
Ең алдымен, сіз құю зауыты жеткізушіден алатын пластиналарды білуіңіз керек (кремний пластинасыжеткізуші) радиусы 200 мм (8 дюймзауыттық) немесе 300мм (12 дюймзауыт). Төмендегі суретте көрсетілгендей, ол біз субстрат деп атайтын үлкен тортқа ұқсайды.
Алайда, бұлай қарау бізге қолайлы емес. Біз төменнен жоғары қараймыз және көлденең қиманың көрінісіне қараймыз, ол келесі суретке айналады.
Әрі қарай, CMOS үлгісінің қалай пайда болатынын көрейік. Нақты процесс мыңдаған қадамдарды қажет ететіндіктен, мен мұнда ең қарапайым 8 дюймдік вафлидің негізгі қадамдары туралы айтатын боламын.
Ұңғылықты жасау және инверсия қабаты:
Яғни, ұңғыма субстратқа иондық имплантация (Ion Implantation, бұдан әрі имплантация) арқылы имплантацияланады. Егер сіз NMOS жасағыңыз келсе, сізге P типті ұңғымаларды имплантациялау керек. Егер сіз PMOS жасағыңыз келсе, N-типті ұңғымаларды имплантациялауыңыз керек. Сізге ыңғайлы болу үшін мысал ретінде NMOS-ті алайық. Иондарды имплантациялау құрылғысы субстратқа имплантацияланатын P-типті элементтерді белгілі бір тереңдікке имплантациялайды, содан кейін бұл иондарды белсендіру және оларды айналаға тарату үшін оларды пеш түтігінде жоғары температурада қыздырады. Бұл ұңғыманы өндіруді аяқтайды. Өндіріс аяқталғаннан кейін осылай көрінеді.
Ұңғыманы жасағаннан кейін басқа иондарды имплантациялау қадамдары бар, олардың мақсаты арна токының өлшемін және шекті кернеуді бақылау болып табылады. Әркім оны инверсиялық қабат деп атай алады. Егер сіз NMOS жасағыңыз келсе, инверсиялық қабатқа P типті иондар, ал PMOS жасағыңыз келсе, инверсия қабаты N типті иондармен имплантацияланады. Имплантациядан кейін бұл келесі модель.
Мұнда иондарды имплантациялау кезіндегі энергия, бұрыш, ион концентрациясы және т.б. сияқты көптеген мазмұндар бар, олар бұл шығарылымға кірмейді және егер сіз сол нәрселерді білсеңіз, сіз инсайдер болуыңыз керек деп ойлаймын және сіз оларды үйренудің жолы болуы керек.
SiO2 алу:
Кремний диоксиді (SiO2, бұдан әрі оксид) кейінірек жасалады. CMOS өндіріс процесінде оксид алудың көптеген жолдары бар. Мұнда SiO2 қақпаның астында қолданылады және оның қалыңдығы шекті кернеудің өлшеміне және арна токының өлшеміне тікелей әсер етеді. Сондықтан құю зауыттарының көпшілігі пеш түтіктерін тотықтыру әдісін ең жоғары сапалы, ең дәл қалыңдығын бақылау және осы қадамда ең жақсы біркелкі таңдайды. Шындығында, бұл өте қарапайым, яғни оттегі бар пеш түтігінде SiO2 түзу үшін оттегі мен кремнийдің химиялық әрекеттесуіне мүмкіндік беру үшін жоғары температура қолданылады. Осылайша төмендегі суретте көрсетілгендей Si бетінде жұқа SiO2 қабаты түзіледі.
Әрине, мұнда қанша градус қажет, қанша оттегі концентрациясы қажет, жоғары температура қанша уақыт қажет және т.б. сияқты көптеген нақты ақпарат бар. Бұл біз қазір қарастыратын нәрсе емес, олар тым нақты.
Поли қақпасының қалыптасуы:
Бірақ әлі біткен жоқ. SiO2 жай ғана жіпке тең және нақты қақпа (Poly) әлі іске қосылмаған. Сонымен, біздің келесі қадамымыз SiO2 үстіне полисилиций қабатын төсеу (полисилиций сонымен қатар бір кремний элементінен тұрады, бірақ тордың орналасуы басқаша. Неліктен субстрат монокристалды кремнийді, ал қақпа полисилицийді пайдаланады деп сұрамаңыз. Онда. Бұл жартылай өткізгіштер физикасы деп аталатын кітап. Поли сонымен қатар CMOS-та өте маңызды сілтеме болып табылады, бірақ поли компоненті Si болып табылады және оны SiO2 өсіру сияқты Si субстратымен тікелей реакция арқылы жасау мүмкін емес. Бұл аңызға айналған CVD (Химиялық будың тұндыру) әдісін қажет етеді, ол вакуумда химиялық реакцияға түсіп, пайда болған нысанды пластинаға тұндырады. Бұл мысалда түзілген зат полисилиций болып табылады, содан кейін пластинаға тұнбаға түседі (бұл жерде поли пеш түтігінде CVD арқылы түзілетінін айтуым керек, сондықтан поли генерациясы таза CVD машинасымен жасалмайды).
Бірақ бұл әдіспен түзілген полисилиций бүкіл пластинада тұнбаға түседі және жауын-шашыннан кейін осылай көрінеді.
Поли және SiO2 экспозициясы:
Бұл қадамда біз қалаған тік құрылым шын мәнінде қалыптасты, оның жоғарғы жағында поли, төменгі жағында SiO2 және төменгі жағында субстрат бар. Бірақ қазір бүкіл вафли осындай және бізге тек «кран» құрылымы болу үшін нақты позиция қажет. Сонымен, бүкіл процесте ең маңызды қадам бар - экспозиция.
Біз алдымен пластинаның бетіне фоторезисттің қабатын жағамыз, ол осылай болады.
Содан кейін оған анықталған масканы (маскада схема үлгісі анықталған) қойып, соңында белгілі бір толқын ұзындығының жарығымен сәулелендіріңіз. Сәулеленген аймақта фоторезист іске қосылады. Маскамен жабылған аймақ жарық көзімен жарықтандырылмағандықтан, фоторезисттің бұл бөлігі іске қосылмайды.
Белсендірілген фоторезисті белгілі бір химиялық сұйықтықпен жуып тастау өте оңай болғандықтан, активтендірілмеген фоторезисті жууға болмайды, сәулелендіруден кейін белсендірілген фоторезисті жуу үшін белгілі бір сұйықтық қолданылады және ақырында ол осылай болады, содан кейін ол келесідей болады: Поли және SiO2 сақтау қажет жерде фоторезист, ал оны ұстап тұру қажет емес жерде фоторезисті алып тастаңыз.
Жіберу уақыты: 23 тамыз 2024 ж