Suprasti tai gali net fizikos ar matematikos nesimokė, bet tai kiek per paprasta ir tinka pradedantiesiems. Jei norite sužinoti daugiau apie CMOS, turite perskaityti šio numerio turinį, nes tik supratę proceso eigą (ty diodo gamybos procesą) galite toliau suprasti šį turinį. Tada sužinokime, kaip šis CMOS gaminamas liejyklų įmonėje šiame numeryje (pavyzdžiui, pažangaus proceso CMOS skiriasi struktūra ir gamybos principu).
Visų pirma, jūs turite žinoti, kad plokšteles, kurias liejykla gauna iš tiekėjo (silicio plokštelėtiekėjas) yra po vieną, 200 mm spinduliu (8 coliųgamykloje) arba 300 mm (12 coliųgamykla). Kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, jis iš tikrųjų panašus į didelį pyragą, kurį vadiname substratu.
Tačiau mums taip žiūrėti nėra patogu. Mes žiūrime iš apačios į viršų ir žiūrime į skerspjūvio vaizdą, kuris tampa tokiu paveikslu.
Toliau pažiūrėkime, kaip atrodo CMOS modelis. Kadangi tikrasis procesas reikalauja tūkstančių žingsnių, čia papasakosiu apie pagrindinius paprasčiausio 8 colių plokštelės žingsnius.
Šulinio ir inversinio sluoksnio gamyba:
Tai yra, šulinėlis implantuojamas į substratą jonų implantacijos būdu (Ion Implantation, toliau – imp). Jei norite padaryti NMOS, turite implantuoti P tipo šulinius. Jei norite pagaminti PMOS, turite implantuoti N tipo šulinius. Jūsų patogumui kaip pavyzdį paimkime NMOS. Jonų implantavimo mašina implantuojamus P tipo elementus į pagrindą tam tikrame gylyje, o po to kaitina juos aukštoje temperatūroje krosnies vamzdyje, kad šie jonai suaktyvėtų ir išsklaidytų aplink juos. Tai užbaigia šulinio gamybą. Taip atrodo pabaigus gamybą.
Padarius šulinį, atliekami kiti jonų implantavimo etapai, kurių tikslas – valdyti kanalo srovės dydį ir slenkstinę įtampą. Kiekvienas gali jį vadinti inversiniu sluoksniu. Jei norite pagaminti NMOS, inversinis sluoksnis implantuojamas P tipo jonais, o jei norite pagaminti PMOS, inversinis sluoksnis implantuojamas N tipo jonais. Po implantacijos tai yra toks modelis.
Čia yra daug turinio, tokių kaip energija, kampas, jonų koncentracija jonų implantacijos metu ir pan., kurie nėra įtraukti į šį numerį, ir aš manau, kad jei žinai tuos dalykus, turi būti viešai neatskleista informacija ir turi turėti būdą jų išmokti.
SiO2 gamyba:
Silicio dioksidas (SiO2, toliau – oksidas) bus gaminamas vėliau. CMOS gamybos procese yra daug būdų, kaip gaminti oksidą. Čia SiO2 naudojamas po vartais, o jo storis tiesiogiai įtakoja slenkstinės įtampos dydį ir kanalo srovės dydį. Todėl dauguma liejyklų pasirenka krosnies vamzdžių oksidacijos metodą, pasižymintį aukščiausia kokybe, tiksliausia storio kontrole ir geriausiu vienodumu šiame etape. Tiesą sakant, tai labai paprasta, tai yra, krosnies vamzdyje su deguonimi naudojama aukšta temperatūra, kad deguonis ir silicis galėtų chemiškai reaguoti ir susidaryti SiO2. Tokiu būdu ant Si paviršiaus susidaro plonas SiO2 sluoksnis, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau.
Žinoma, čia yra ir daug konkrečios informacijos, pvz., kiek laipsnių reikia, kiek reikia deguonies koncentracijos, kiek ilgai reikia aukštos temperatūros ir pan. Tai ne tai, ką mes dabar svarstome, tai yra per daug konkretus.
Vartų galo poli formavimas:
Tačiau tai dar nesibaigė. SiO2 prilygsta sriegiui, o tikrieji vartai (Poly) dar neprasidėjo. Taigi kitas mūsų žingsnis – ant SiO2 kloti polisilicio sluoksnį (polisilicis taip pat susideda iš vieno silicio elemento, bet grotelių išdėstymas kitoks. Neklauskite, kodėl substrate naudojamas monokristalinis silicis, o vartuose – polisilicis. yra knyga „Puslaidininkių fizika“ Galite sužinoti apie tai. Polis taip pat yra labai svarbi CMOS grandis, tačiau poli komponentas yra Si ir jo negalima generuoti tiesiogiai reaguojant su Si substratu, pavyzdžiui, auginant SiO2. Tam reikalingas legendinis CVD (Chemical Vapor Deposition), kuris turi chemiškai reaguoti vakuume ir nusodinti susidariusį objektą ant plokštelės. Šiame pavyzdyje sukurta medžiaga yra polisilicis, o po to nusodinama ant plokštelės (čia turiu pasakyti, kad poli yra generuojamas krosnies vamzdyje CVD būdu, todėl polis nėra generuojamas grynu CVD įrenginiu).
Bet šiuo metodu suformuotas polisilicis bus nusodintas ant visos plokštelės, o po nusodinimo jis atrodo taip.
Poli ir SiO2 poveikis:
Šiame žingsnyje iš tikrųjų buvo suformuota norima vertikali struktūra su poliu viršuje, SiO2 apačioje ir substratu apačioje. Bet dabar visas vaflis yra toks, ir mums reikia tik konkrečios padėties, kad būtų „krano“ struktūra. Taigi visame procese yra pats svarbiausias žingsnis – ekspozicija.
Pirmiausia ant plokštelės paviršiaus paskleidžiame fotorezisto sluoksnį, ir jis tampa toks.
Tada uždėkite apibrėžtą kaukę (schemos schema buvo apibrėžta ant kaukės) ir galiausiai apšvitinkite ją tam tikro bangos ilgio šviesa. Fotorezistas suaktyvės apšvitintoje srityje. Kadangi kaukės užblokuota sritis nėra apšviesta šviesos šaltinio, ši fotorezisto dalis neaktyvinama.
Kadangi aktyvuotą fotorezistą ypač lengva nuplauti specifiniu cheminiu skysčiu, o neaktyvuoto fotorezisto nuplauti negalima, po švitinimo aktyvuotas fotorezistas nuplaunamas specialiu skysčiu ir galiausiai jis tampa toks, paliekant fotorezistas ten, kur reikia išlaikyti poli ir SiO2, ir fotorezisto pašalinimas ten, kur jo nereikia laikyti.
Paskelbimo laikas: 2024-08-23