Тек на процес на полупроводници

Можете да го разберете дури и ако никогаш не сте учеле физика или математика, но тоа е малку премногу едноставно и погодно за почетници. Ако сакате да дознаете повеќе за CMOS, треба да ја прочитате содржината на овој број, бидејќи само откако ќе го разберете текот на процесот (т.е. процесот на производство на диодата) можете да продолжите да ја разбирате следната содржина. Потоа, ајде да научиме како се произведува овој CMOS во компанијата за леење во ова издание (земајќи го како пример ненапредниот процес, CMOS на напредниот процес е различен по структурата и принципот на производство).

Пред се, мора да знаете дека наполитанките што леарницата ги добива од добавувачот (силиконски нафораснабдувач) се еден по еден, со радиус од 200 mm (8-инченфабрички) или 300мм (12-инченфабрика). Како што е прикажано на сликата подолу, всушност е слична на голема торта, која ја нарекуваме подлога.

Сепак, не ни е згодно да гледаме на тоа вака. Гледаме од дното нагоре и го гледаме приказот на пресек, кој станува следната слика.

Следно, да видиме како се појавува моделот CMOS. Бидејќи вистинскиот процес бара илјадници чекори, овде ќе зборувам за главните чекори на наједноставната обланда од 8 инчи.

 

 

Изработка на бунар и слој на инверзија:

Односно, бунарот се вградува во подлогата со имплантација на јони (Ion Implantation, во понатамошниот текст како имплантација). Ако сакате да направите NMOS, треба да вградите бунари од типот P. Ако сакате да направите ПМОС, треба да вградите бунари од типот N. За ваша погодност, да го земеме NMOS како пример. Машината за имплантација на јони ги вградува елементите од типот P што треба да се всадат во подлогата до одредена длабочина, а потоа ги загрева на висока температура во цевката на печката за да ги активира овие јони и да ги дифузира наоколу. Ова го комплетира производството на бунарот. Вака изгледа по завршувањето на производството.

По изработката на бунарот, постојат и други чекори за имплантација на јони, чија цел е да се контролира големината на струјата на каналот и напонот на прагот. Секој може да го нарече слој на инверзија. Ако сакате да направите NMOS, инверзивниот слој е вграден со јони од P-тип, а ако сакате да направите PMOS, инверзивниот слој е вграден со јони од N-тип. По имплантација, тоа е следниот модел.

Овде има многу содржини како енергија, агол, концентрација на јони при имплантација на јони и слично, кои не се вклучени во овој број и верувам дека ако ги знаеш тие работи, мора да си инсајдер, а ти мора да има начин да ги научи.

 

Изработка на SiO2:

Силициум диоксид (SiO2, во понатамошниот текст оксид) ќе биде направен подоцна. Во процесот на производство на CMOS, постојат многу начини да се направи оксид. Овде, SiO2 се користи под портата, а неговата дебелина директно влијае на големината на напонот на прагот и големината на струјата на каналот. Затоа, повеќето леарници го избираат методот на оксидација на цевките од печката со највисок квалитет, најпрецизна контрола на дебелината и најдобра униформност на овој чекор. Всушност, тоа е многу едноставно, односно во цевка од печка со кислород се користи висока температура за да се дозволи кислородот и силиконот хемиски да реагираат за да генерираат SiO2. На овој начин, на површината на Si се генерира тенок слој SiO2, како што е прикажано на сликата подолу.

Секако, тука има и многу конкретни информации, како на пример колку степени се потребни, колкава концентрација на кислород е потребна, колку долго е потребна висока температура итн. премногу специфичен.

Формирање на поли за крај на портата:

Но се уште не е готово. SiO2 е само еквивалентно на нишка, а вистинската порта (Poly) сè уште не е започната. Така, нашиот следен чекор е да поставиме слој од полисилициум на SiO2 (полисилициумот е исто така составен од еден силиконски елемент, но распоредот на решетката е различен. Не ме прашувајте зошто подлогата користи силициум со еден кристал, а портата користи полисилициум. Таму е книга наречена Полупроводничка физика Можете да дознаете за тоа. Poly е исто така многу критична врска во CMOS, но компонентата на поли е Si, и не може да се генерира со директна реакција со подлогата Si како растечкиот SiO2. За ова е потребно легендарното CVD (Chemical Vapor Deposition), кое треба да реагира хемиски во вакуум и да го таложи создадениот објект на нафората. Во овој пример, генерираната супстанција е полисиликон, а потоа се таложи на нафората (тука морам да кажам дека поли се генерира во цевка од печка со CVD, така што генерирањето поли не се врши од чиста CVD машина).

Но, полисилиумот формиран со овој метод ќе се таложи на целата обланда, а вака изгледа по врнежите.

 

Изложеност на Poly и SiO2:

На овој чекор, всушност е формирана вертикалната структура што ја сакаме, со поли на врвот, SiO2 на дното и подлогата на дното. Но, сега целата нафора е вака, а потребна ни е само специфична положба за да биде структурата „славина“. Значи, тука е најкритичниот чекор во целиот процес - изложеноста.
На површината на нафората најпрво распоредуваме слој од фоторезист и станува вака.

Потоа ставете ја дефинираната маска (шемата на колото е дефинирана на маската) и на крајот зрачете ја со светлина со одредена бранова должина. Фоторезистот ќе се активира во озрачената област. Бидејќи областа блокирана од маската не е осветлена од изворот на светлина, ова парче фоторезист не се активира.

Бидејќи активираниот фоторезист особено лесно се измива со специфична хемиска течност, додека неактивираниот фоторезист не може да се измие, по зрачењето се користи специфична течност за да се измие активираниот фоторезист и на крајот станува вака, оставајќи го фоторезист каде што треба да се задржат Poly и SiO2 и отстранување на фоторезист каде што не треба да се задржува.