To var saprast arī tad, ja nekad neesi mācījies fiziku vai matemātiku, taču tas ir mazliet par vienkāršu un piemērots iesācējiem. Ja vēlaties uzzināt vairāk par CMOS, jums ir jāizlasa šī izdevuma saturs, jo tikai pēc procesa plūsmas (tas ir, diodes ražošanas procesa) izpratnes varat turpināt izprast sekojošo saturu. Pēc tam šajā numurā uzzināsim par to, kā šis CMOS tiek ražots lietuves uzņēmumā (ņemot vērā neprogresīvo procesu, uzlabotā procesa CMOS atšķiras pēc struktūras un ražošanas principa).
Pirmkārt, jums jāzina, ka vafeles, ko lietuve saņem no piegādātāja (silīcija vafelepiegādātājs) ir pa vienam, ar rādiusu 200 mm (8 collurūpnīca) vai 300mm (12 collurūpnīca). Kā parādīts attēlā zemāk, tas patiesībā ir līdzīgs lielai kūkai, ko mēs saucam par substrātu.
Taču mums nav ērti uz to tā skatīties. Mēs skatāmies no apakšas uz augšu un skatāmies uz šķērsgriezuma skatu, kas kļūst par šādu attēlu.
Tālāk apskatīsim, kā parādās CMOS modelis. Tā kā faktiskais process prasa tūkstošiem soļu, es šeit runāšu par vienkāršākās 8 collu vafeles galvenajiem soļiem.
Akas un inversijas slāņa izveidošana:
Tas ir, iedobe tiek implantēta substrātā ar jonu implantāciju (jonu implantācija, turpmāk tekstā imp). Ja vēlaties izgatavot NMOS, jums ir jāimplantē P veida akas. Ja vēlaties izgatavot PMOS, jums jāimplantē N tipa iedobes. Jūsu ērtībām kā piemēru ņemsim NMOS. Jonu implantācijas iekārta implantē substrātā implantējamos P veida elementus noteiktā dziļumā un pēc tam silda tos augstā temperatūrā krāsns caurulē, lai aktivizētu šos jonus un izkliedētu tos apkārt. Tas pabeidz urbuma ražošanu. Tā tas izskatās pēc ražošanas pabeigšanas.
Pēc urbuma izgatavošanas ir citi jonu implantācijas soļi, kuru mērķis ir kontrolēt kanāla strāvas lielumu un sliekšņa spriegumu. Ikviens to var saukt par inversijas slāni. Ja vēlaties izgatavot NMOS, inversijas slānis tiek implantēts ar P tipa joniem, un, ja vēlaties izgatavot PMOS, inversijas slānis tiek implantēts ar N tipa joniem. Pēc implantācijas tas ir šāds modelis.
Šeit ir daudz satura, piemēram, enerģija, leņķis, jonu koncentrācija jonu implantācijas laikā utt., kas nav iekļauts šajā numurā, un es uzskatu, ka, ja jūs zināt šīs lietas, jums ir jābūt iekšējai informācijai, un jūs ir jābūt veidam, kā tos apgūt.
SiO2 izgatavošana:
Silīcija dioksīds (SiO2, turpmāk tekstā oksīds) tiks ražots vēlāk. CMOS ražošanas procesā ir daudz veidu, kā iegūt oksīdu. Šeit zem vārtiem tiek izmantots SiO2, un tā biezums tieši ietekmē sliekšņa sprieguma lielumu un kanāla strāvas lielumu. Tāpēc lielākā daļa lietuvju šajā posmā izvēlas krāsns cauruļu oksidēšanas metodi ar visaugstāko kvalitāti, visprecīzāko biezuma kontroli un vislabāko viendabīgumu. Faktiski tas ir ļoti vienkārši, tas ir, krāsns caurulē ar skābekli tiek izmantota augsta temperatūra, lai ļautu skābeklim un silīcijam ķīmiski reaģēt, veidojot SiO2. Tādā veidā uz Si virsmas tiek ģenerēts plāns SiO2 slānis, kā parādīts attēlā zemāk.
Protams, šeit ir arī daudz specifiskas informācijas, piemēram, cik grādu vajag, cik skābekļa koncentrācija ir vajadzīga, cik ilgi nepieciešama augstā temperatūra utt. Par to mēs šobrīd nedomājam, tie ir pārāk specifisks.
Vārtu gala poli veidošanās:
Bet tas vēl nav beidzies. SiO2 ir tikai līdzvērtīgs pavedienam, un īstie vārti (Poly) vēl nav sākušies. Tātad mūsu nākamais solis ir uzlikt polisilīcija slāni uz SiO2 (arī polisilīcija sastāv no viena silīcija elementa, bet režģa izkārtojums ir atšķirīgs. Nejautājiet man, kāpēc substrātā izmantots monokristāla silīcijs un vārtos polisilīcija. Tur ir grāmata ar nosaukumu Semiconductor Physics. Jūs varat uzzināt par to. Poli ir arī ļoti kritiska saite CMOS, bet poli sastāvdaļa ir Si, un to nevar radīt tiešā reakcijā ar Si substrātu, piemēram, augot SiO2. Tam ir nepieciešams leģendārais CVD (Chemical Vapor Deposition), kam ir jāreaģē ķīmiski vakuumā un uz vafeles jāizgulsnē radītais objekts. Šajā piemērā ģenerētā viela ir polisilīcijs un pēc tam tiek nogulsnēts uz vafeles (šeit man jāsaka, ka poli tiek ģenerēts krāsns caurulē ar CVD palīdzību, tāpēc poli ģenerēšana netiek veikta ar tīru CVD iekārtu).
Bet ar šo metodi veidotais polisilīcijs tiks nogulsnēts uz visas vafeles, un pēc nokrišņiem tas izskatās šādi.
Poli un SiO2 iedarbība:
Šajā posmā faktiski ir izveidota vertikālā struktūra, kuru mēs vēlamies, ar poli augšpusē, SiO2 apakšā un substrātu apakšā. Bet tagad visa vafele ir tāda, un mums ir nepieciešama tikai konkrēta pozīcija, kas būtu "jaucējkrāna" struktūra. Tātad visā procesā ir vissvarīgākais posms - ekspozīcija.
Vispirms uz vafeles virsmas uzklājam fotorezista kārtu, un tā sanāk tāda.
Pēc tam uzlieciet definēto masku (uz maskas ir definēts ķēdes modelis) un visbeidzot apstarojiet to ar noteikta viļņa garuma gaismu. Fotorezists aktivizēsies apstarotajā zonā. Tā kā maskas bloķēto zonu neizgaismo gaismas avots, šis fotorezista gabals netiek aktivizēts.
Tā kā aktivēto fotorezistu īpaši viegli nomazgāt ar specifisku ķīmisku šķidrumu, savukārt neaktivēto fotorezistu nevar nomazgāt, pēc apstarošanas aktivētā fotorezista izskalošanai tiek izmantots īpašs šķidrums, un visbeidzot tas kļūst tāds, atstājot fotorezists, kur ir jāsaglabā polis un SiO2, un fotorezista noņemšana, ja tas nav jāsaglabā.
Publicēšanas laiks: 23. augusts 2024