អ្នកអាចយល់វាបាន ទោះបីជាអ្នកមិនធ្លាប់សិក្សារូបវិទ្យា ឬគណិតវិទ្យាក៏ដោយ ប៉ុន្តែវាសាមញ្ញពេក និងស័ក្តិសមសម្រាប់អ្នកចាប់ផ្តើមដំបូង។ ប្រសិនបើអ្នកចង់ដឹងបន្ថែមអំពី CMOS អ្នកត្រូវតែអានខ្លឹមសារនៃបញ្ហានេះព្រោះមានតែបន្ទាប់ពីយល់ពីលំហូរនៃដំណើរការ (នោះគឺដំណើរការនៃការផលិតឌីអេដ) អ្នកអាចបន្តយល់ពីខ្លឹមសារខាងក្រោម។ បន្ទាប់មក ចូរយើងសិក្សាអំពីរបៀបដែល CMOS នេះត្រូវបានផលិតនៅក្នុងក្រុមហ៊ុនបង្កើតនៅក្នុងបញ្ហានេះ (យកដំណើរការដែលមិនជឿនលឿនជាឧទាហរណ៍ CMOS នៃដំណើរការកម្រិតខ្ពស់គឺខុសគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ និងគោលការណ៍ផលិតកម្ម)។
ដំបូងអ្នកត្រូវដឹងថា wafers ដែលរោងចក្រទទួលបានពីអ្នកផ្គត់ផ្គង់ (ស៊ីលីកុន waferអ្នកផ្គត់ផ្គង់) គឺម្តងមួយៗដែលមានកាំ 200mm (៨ អ៊ីញរោងចក្រ) ឬ 300 មម (12 អ៊ីញរោងចក្រ)។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបខាងក្រោម វាពិតជាស្រដៀងទៅនឹងនំធំមួយ ដែលយើងហៅថាស្រទាប់ខាងក្រោម។
ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនងាយស្រួលសម្រាប់យើងក្នុងការមើលវាតាមវិធីនេះទេ។ យើងមើលពីបាតឡើងទៅមើលទិដ្ឋភាពកាត់ដែលក្លាយជារូបខាងក្រោម។
បន្ទាប់ សូមមើលពីរបៀបដែលគំរូ CMOS លេចឡើង។ ដោយសារដំណើរការជាក់ស្តែងទាមទាររាប់ពាន់ជំហាន ខ្ញុំនឹងនិយាយអំពីជំហានសំខាន់ៗនៃ wafer ទំហំ 8 អ៊ីញដ៏សាមញ្ញបំផុតនៅទីនេះ។
ការបង្កើតអណ្តូង និងស្រទាប់បញ្ច្រាស៖
នោះគឺអណ្តូងនោះត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមដោយការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង (Ion Implantation តទៅនេះហៅថា imp)។ ប្រសិនបើអ្នកចង់បង្កើត NMOS អ្នកត្រូវដាំអណ្តូងប្រភេទ P ។ ប្រសិនបើអ្នកចង់បង្កើត PMOS អ្នកត្រូវដាំអណ្តូងប្រភេទ N ។ ដើម្បីភាពងាយស្រួលរបស់អ្នក ចូរយើងយក NMOS ជាឧទាហរណ៍។ ម៉ាស៊ីនផ្សាំអ៊ីយ៉ុងផ្សាំធាតុ P-type ដែលត្រូវដាក់ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមទៅជម្រៅជាក់លាក់មួយ ហើយបន្ទាប់មកកំដៅពួកវានៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៅក្នុងបំពង់ furnace ដើម្បីធ្វើឱ្យអ៊ីយ៉ុងទាំងនេះសកម្ម និងសាយភាយពួកវាជុំវិញ។ នេះបញ្ចប់ការផលិតអណ្តូង។ នេះជារូបរាងបន្ទាប់ពីការផលិតត្រូវបានបញ្ចប់។
បន្ទាប់ពីធ្វើអណ្តូងរួច មានជំហាននៃការផ្សាំអ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត គោលបំណងគឺដើម្បីគ្រប់គ្រងទំហំនៃចរន្តឆានែល និងកម្រិតវ៉ុល។ មនុស្សគ្រប់គ្នាអាចហៅវាថាស្រទាប់បញ្ច្រាស។ ប្រសិនបើអ្នកចង់បង្កើត NMOS ស្រទាប់បញ្ច្រាសត្រូវបានផ្សាំជាមួយអ៊ីយ៉ុងប្រភេទ P ហើយប្រសិនបើអ្នកចង់បង្កើត PMOS ស្រទាប់បញ្ច្រាសត្រូវបានផ្សាំជាមួយអ៊ីយ៉ុងប្រភេទ N ។ បន្ទាប់ពីការផ្សាំវាគឺជាគំរូដូចខាងក្រោម។
មានខ្លឹមសារជាច្រើននៅទីនេះ ដូចជាថាមពល មុំ កំហាប់អ៊ីយ៉ុង កំឡុងពេលបញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង ជាដើម ដែលមិនត្រូវបានរាប់បញ្ចូលក្នុងបញ្ហានេះ ហើយខ្ញុំជឿថា ប្រសិនបើអ្នកដឹងរឿងទាំងនោះ អ្នកត្រូវតែជាអ្នកខាងក្នុង ហើយអ្នក ត្រូវតែមានវិធីដើម្បីរៀនពួកគេ។
ការបង្កើត SiO2៖
ស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO2 ដែលក្រោយមកហៅថាអុកស៊ីដ) នឹងត្រូវបានធ្វើឡើងនៅពេលក្រោយ។ នៅក្នុងដំណើរការផលិត CMOS មានវិធីជាច្រើនដើម្បីបង្កើតអុកស៊ីដ។ នៅទីនេះ SiO2 ត្រូវបានប្រើនៅក្រោមច្រកទ្វារហើយកម្រាស់របស់វាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើទំហំនៃវ៉ុលកម្រិតនិងទំហំនៃចរន្តឆានែល។ ដូច្នេះ ស្ថាបនិកភាគច្រើនជ្រើសរើសវិធីសាស្ត្រអុកស៊ីតកម្មបំពង់ furnace ជាមួយនឹងគុណភាពខ្ពស់បំផុត ការត្រួតពិនិត្យកម្រាស់ច្បាស់លាស់បំផុត និងឯកសណ្ឋានល្អបំផុតនៅជំហាននេះ។ តាមពិតទៅ វាសាមញ្ញណាស់ ពោលគឺនៅក្នុងបំពង់ចង្រ្កានដែលមានអុកស៊ីហ៊្សែន សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីឱ្យអុកស៊ីសែន និងស៊ីលីកុនមានប្រតិកម្មគីមីដើម្បីបង្កើត SiO2 ។ តាមរបៀបនេះ ស្រទាប់ស្តើងនៃ SiO2 ត្រូវបានបង្កើតនៅលើផ្ទៃ Si ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។
ជាការពិត ក៏មានព័ត៌មានជាក់លាក់ជាច្រើននៅទីនេះផងដែរ ដូចជា តើត្រូវការប៉ុន្មានដឺក្រេ កំហាប់អុកស៊ីសែនប៉ុន្មាន ត្រូវការរយៈពេលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ជាដើម។ ទាំងនេះមិនមែនជាអ្វីដែលយើងកំពុងពិចារណានៅពេលនេះទេ ជាក់លាក់ពេក។
ការបង្កើតច្រកទ្វារប៉ូលី៖
ប៉ុន្តែវាមិនទាន់ចប់នៅឡើយទេ។ SiO2 គឺស្មើនឹងខ្សែស្រឡាយមួយ ហើយច្រកពិត (Poly) មិនទាន់បានចាប់ផ្តើមនៅឡើយទេ។ ដូច្នេះជំហានបន្ទាប់របស់យើងគឺដាក់ស្រទាប់ប៉ូលីស៊ីលីកុននៅលើ SiO2 (ប៉ូលីស៊ីលីកុនក៏ត្រូវបានផ្សំពីធាតុស៊ីលីកុនតែមួយដែរ ប៉ុន្តែការរៀបចំបន្ទះឈើគឺខុសគ្នា។ កុំសួរខ្ញុំថាហេតុអ្វីបានជាស្រទាប់ខាងក្រោមប្រើស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់តែមួយ ហើយច្រកទ្វារប្រើប៉ូលីស៊ីលីកុននៅទីនោះ។ គឺជាសៀវភៅមួយដែលមានឈ្មោះថា Semiconductor Physics អ្នកអាចរៀនអំពីវា។ Poly ក៏ជាតំណភ្ជាប់ដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុង CMOS ប៉ុន្តែសមាសធាតុនៃ poly គឺ Si ហើយវាមិនអាចបង្កើតបានដោយប្រតិកម្មផ្ទាល់ជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម Si ដូចជាការរីកលូតលាស់ SiO2 នោះទេ។ នេះតម្រូវឱ្យមាន CVD រឿងព្រេងនិទាន (ការទម្លាក់ចំហាយគីមី) ដែលជាប្រតិកម្មគីមីនៅក្នុងកន្លែងទំនេរនិង precipitate វត្ថុដែលបានបង្កើតនៅលើ wafer ។ ក្នុងឧទាហរណ៍នេះ សារធាតុដែលបានបង្កើតគឺប៉ូលីស៊ីលីកុន ហើយបន្ទាប់មកបានជ្រាបនៅលើ wafer (នៅទីនេះខ្ញុំត្រូវតែនិយាយថា poly ត្រូវបានបង្កើតនៅក្នុងបំពង់ furnace ដោយ CVD ដូច្នេះការបង្កើត poly មិនត្រូវបានធ្វើដោយម៉ាស៊ីន CVD សុទ្ធទេ) ។
ប៉ុន្តែប៉ូលីស៊ីលីកុនដែលបង្កើតឡើងដោយវិធីសាស្រ្តនេះនឹងត្រូវបាន precipitated នៅលើ wafer ទាំងមូល ហើយវាមើលទៅដូចនេះបន្ទាប់ពីទឹកភ្លៀង។
ការបញ្ចេញសារធាតុ Poly និង SiO2៖
នៅជំហាននេះ រចនាសម្ព័ន្ធបញ្ឈរដែលយើងចង់បានពិតជាត្រូវបានបង្កើតឡើង ដោយមានប៉ូលីនៅលើកំពូល SiO2 នៅខាងក្រោម និងស្រទាប់ខាងក្រោម។ ប៉ុន្តែឥឡូវនេះ wafer ទាំងមូលគឺដូចនេះហើយយើងគ្រាន់តែត្រូវការទីតាំងជាក់លាក់មួយដើម្បីជារចនាសម្ព័ន្ធ "faucet" ។ ដូច្នេះមានជំហានដ៏សំខាន់បំផុតនៅក្នុងដំណើរការទាំងមូល - ការប៉ះពាល់។
ដំបូងយើងរីករាលដាលស្រទាប់នៃ photoresist លើផ្ទៃនៃ wafer ហើយវាក្លាយជាដូចនេះ។
បន្ទាប់មកដាក់របាំងដែលបានកំណត់ (លំនាំសៀគ្វីត្រូវបានកំណត់នៅលើរបាំង) នៅលើវាហើយចុងក្រោយ irradiate វាជាមួយនឹងពន្លឺនៃរលកពន្លឺជាក់លាក់មួយ។ photoresist នឹងត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅក្នុងតំបន់ irradiated ។ ដោយសារតំបន់ដែលបិទដោយរបាំងមិនត្រូវបានបំភ្លឺដោយប្រភពពន្លឺ បំណែកនៃ photoresist នេះមិនត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មទេ។
ដោយសារសារធាតុ photoresist ដែលត្រូវបានធ្វើឱ្យសកម្មមានភាពងាយស្រួលជាពិសេសក្នុងការលាងសម្អាតដោយវត្ថុធាតុគីមីជាក់លាក់មួយ ខណៈពេលដែលសារធាតុ photoresist ដែលមិនសកម្មមិនអាចលាងសម្អាតបានឡើយ បន្ទាប់ពីការ irradiation វត្ថុរាវជាក់លាក់មួយត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីលាងសម្អាត photoresist ដែលបានធ្វើឱ្យសកម្ម ហើយទីបំផុតវាក្លាយជាដូចនេះ ដោយបន្សល់ទុកនូវ photoresist កន្លែងដែល Poly និង SiO2 ត្រូវការរក្សាទុក ហើយដក photoresist ចេញនៅកន្លែងដែលវាមិនចាំបាច់រក្សា។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៣ ខែសីហា ឆ្នាំ ២០២៤