നിങ്ങൾ ഒരിക്കലും ഭൗതികശാസ്ത്രമോ ഗണിതമോ പഠിച്ചിട്ടില്ലെങ്കിലും നിങ്ങൾക്ക് ഇത് മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഇത് അൽപ്പം ലളിതവും തുടക്കക്കാർക്ക് അനുയോജ്യവുമാണ്. നിങ്ങൾക്ക് CMOS-നെ കുറിച്ച് കൂടുതൽ അറിയണമെങ്കിൽ, ഈ ലക്കത്തിൻ്റെ ഉള്ളടക്കം നിങ്ങൾ വായിക്കണം, കാരണം പ്രോസസ്സ് ഫ്ലോ (അതായത്, ഡയോഡിൻ്റെ ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയ) മനസ്സിലാക്കിയതിനുശേഷം മാത്രമേ നിങ്ങൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന ഉള്ളടക്കം മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയൂ. അപ്പോൾ ഈ ലക്കത്തിൽ ഫൗണ്ടറി കമ്പനിയിൽ ഈ CMOS എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് നമുക്ക് പഠിക്കാം (നൂതനമല്ലാത്ത പ്രക്രിയയെ ഉദാഹരണമായി എടുത്താൽ, വിപുലമായ പ്രക്രിയയുടെ CMOS ഘടനയിലും ഉൽപാദന തത്വത്തിലും വ്യത്യസ്തമാണ്).
ഒന്നാമതായി, വിതരണക്കാരനിൽ നിന്ന് ഫൗണ്ടറിക്ക് ലഭിക്കുന്ന വേഫറുകൾ നിങ്ങൾ അറിഞ്ഞിരിക്കണം (സിലിക്കൺ വേഫർവിതരണക്കാരൻ) ഓരോന്നായി, 200mm ആരം (8-ഇഞ്ച്ഫാക്ടറി) അല്ലെങ്കിൽ 300 മിമി (12-ഇഞ്ച്ഫാക്ടറി). ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ ഒരു വലിയ കേക്കിന് സമാനമാണ്, അതിനെ ഞങ്ങൾ ഒരു അടിവസ്ത്രം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതിയിൽ നോക്കുന്നത് ഞങ്ങൾക്ക് സൗകര്യപ്രദമല്ല. ഞങ്ങൾ താഴെ നിന്ന് മുകളിലേക്ക് നോക്കുകയും ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ കാഴ്ചയിലേക്ക് നോക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അത് ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രമായി മാറുന്നു.
അടുത്തതായി, CMOS മോഡൽ എങ്ങനെ ദൃശ്യമാകുമെന്ന് നോക്കാം. യഥാർത്ഥ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ആയിരക്കണക്കിന് ഘട്ടങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ളതിനാൽ, ഏറ്റവും ലളിതമായ 8 ഇഞ്ച് വേഫറിൻ്റെ പ്രധാന ഘട്ടങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഞാൻ ഇവിടെ സംസാരിക്കും.
നല്ലതും വിപരീത പാളിയും ഉണ്ടാക്കുന്നു:
അതായത്, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ വഴിയാണ് കിണർ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് ഇംപ്ലാൻ്റ് ചെയ്യുന്നത് (അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ, ഇനിമുതൽ ഇംപ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു). നിങ്ങൾക്ക് NMOS നിർമ്മിക്കണമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ പി-ടൈപ്പ് കിണറുകൾ സ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. നിങ്ങൾക്ക് പിഎംഒഎസ് നിർമ്മിക്കണമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ എൻ-ടൈപ്പ് കിണറുകൾ സ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. നിങ്ങളുടെ സൗകര്യത്തിനായി, നമുക്ക് NMOS ഉദാഹരണമായി എടുക്കാം. അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ മെഷീൻ പി-ടൈപ്പ് മൂലകങ്ങളെ അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ആഴത്തിലേക്ക് ഇംപ്ലാൻ്റുചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് ഈ അയോണുകളെ സജീവമാക്കുന്നതിനും ചുറ്റും വ്യാപിക്കുന്നതിനും ഫർണസ് ട്യൂബിലെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ അവയെ ചൂടാക്കുന്നു. ഇത് കിണറിൻ്റെ ഉത്പാദനം പൂർത്തിയാക്കുന്നു. ഉൽപ്പാദനം പൂർത്തിയായതിന് ശേഷം ഇതാണ് കാണുന്നത്.
കിണർ ഉണ്ടാക്കിയ ശേഷം, മറ്റ് അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ ഘട്ടങ്ങളുണ്ട്, ഇതിൻ്റെ ഉദ്ദേശ്യം ചാനൽ കറൻ്റിൻ്റെയും ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജിൻ്റെയും വലുപ്പം നിയന്ത്രിക്കുക എന്നതാണ്. എല്ലാവർക്കും ഇതിനെ വിപരീത പാളി എന്ന് വിളിക്കാം. നിങ്ങൾക്ക് എൻഎംഒഎസ് ഉണ്ടാക്കണമെങ്കിൽ, ഇൻവേർഷൻ ലെയർ പി-ടൈപ്പ് അയോണുകൾ ഉപയോഗിച്ചും, പിഎംഒഎസ് ഉണ്ടാക്കണമെങ്കിൽ, ഇൻവേർഷൻ ലെയറിൽ എൻ-ടൈപ്പ് അയോണുകളുമാണ് സ്ഥാപിക്കുന്നത്. ഇംപ്ലാൻ്റേഷന് ശേഷം, ഇത് ഇനിപ്പറയുന്ന മാതൃകയാണ്.
അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ സമയത്തെ ഊർജ്ജം, ആംഗിൾ, അയോൺ കോൺസൺട്രേഷൻ മുതലായ ധാരാളം ഉള്ളടക്കങ്ങൾ ഈ ലക്കത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടില്ല, നിങ്ങൾക്ക് ആ കാര്യങ്ങൾ അറിയാമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ഒരു അകമഴിഞ്ഞയാളായിരിക്കണം എന്ന് ഞാൻ വിശ്വസിക്കുന്നു. അവ പഠിക്കാൻ ഒരു വഴി ഉണ്ടായിരിക്കണം.
SiO2 ഉണ്ടാക്കുന്നു:
സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് (SiO2, ഇനി മുതൽ ഓക്സൈഡ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു) പിന്നീട് നിർമ്മിക്കപ്പെടും. CMOS ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ, ഓക്സൈഡ് നിർമ്മിക്കാൻ നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട്. ഇവിടെ, SiO2 ഗേറ്റിന് കീഴിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ കനം ത്രെഷോൾഡ് വോൾട്ടേജിൻ്റെ വലുപ്പത്തെയും ചാനൽ കറൻ്റിൻ്റെ വലുപ്പത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, മിക്ക ഫൗണ്ടറികളും ഈ ഘട്ടത്തിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ഗുണമേന്മയുള്ള, ഏറ്റവും കൃത്യമായ കനം നിയന്ത്രണം, മികച്ച ഏകത എന്നിവയുള്ള ഫർണസ് ട്യൂബ് ഓക്സിഡേഷൻ രീതി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, ഇത് വളരെ ലളിതമാണ്, അതായത്, ഓക്സിജനുള്ള ഒരു ഫർണസ് ട്യൂബിൽ, SiO2 സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഓക്സിജനും സിലിക്കണും രാസപരമായി പ്രതികരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന താപനില ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, Si യുടെ ഉപരിതലത്തിൽ SiO2 ൻ്റെ നേർത്ത പാളി ജനറേറ്റുചെയ്യുന്നു.
തീർച്ചയായും, എത്ര ഡിഗ്രി ആവശ്യമാണ്, എത്രമാത്രം ഓക്സിജൻ്റെ സാന്ദ്രത ആവശ്യമാണ്, ഉയർന്ന ഊഷ്മാവ് എത്ര സമയം ആവശ്യമാണ്, തുടങ്ങിയ നിരവധി പ്രത്യേക വിവരങ്ങളും ഇവിടെയുണ്ട്. ഇവയല്ല നമ്മൾ ഇപ്പോൾ പരിഗണിക്കുന്നത്. വളരെ പ്രത്യേകം.
ഗേറ്റ് എൻഡ് പോളിയുടെ രൂപീകരണം:
പക്ഷേ ഇതുവരെ തീർന്നിട്ടില്ല. SiO2 ഒരു ത്രെഡിന് തുല്യമാണ്, യഥാർത്ഥ ഗേറ്റ് (Poly) ഇതുവരെ ആരംഭിച്ചിട്ടില്ല. അതിനാൽ SiO2-ൽ പോളിസിലിക്കണിൻ്റെ ഒരു പാളി ഇടുക എന്നതാണ് ഞങ്ങളുടെ അടുത്ത ഘട്ടം (പോളിസിലിക്കൺ ഒരു സിലിക്കൺ മൂലകവും ചേർന്നതാണ്, പക്ഷേ ലാറ്റിസ് ക്രമീകരണം വ്യത്യസ്തമാണ്. സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കണും ഗേറ്റിൽ പോളിസിലിക്കണും ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് എന്നോട് ചോദിക്കരുത്. അവിടെ അർദ്ധചാലക ഭൗതികശാസ്ത്രം എന്ന പുസ്തകം നിങ്ങൾക്ക് അതിനെക്കുറിച്ച് പഠിക്കാം. CMOS-ലെ വളരെ നിർണായകമായ ഒരു ലിങ്ക് കൂടിയാണ് പോളി, എന്നാൽ പോളിയുടെ ഘടകം Si ആണ്, വളരുന്ന SiO2 പോലെയുള്ള Si സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുമായുള്ള നേരിട്ടുള്ള പ്രതികരണത്തിലൂടെ ഇത് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയില്ല. ഇതിന് ഐതിഹാസികമായ CVD (കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ) ആവശ്യമാണ്, ഇത് ഒരു ശൂന്യതയിൽ രാസപരമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുകയും വേഫറിൽ ജനറേറ്റഡ് ഒബ്ജക്റ്റിനെ പ്രേരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, ജനറേറ്റുചെയ്‌ത പദാർത്ഥം പോളിസിലിക്കൺ ആണ്, തുടർന്ന് വേഫറിൽ അവശിഷ്ടമാക്കപ്പെടുന്നു (ഇവിടെ ഞാൻ പറയേണ്ടത് ചൂളയിലെ ട്യൂബിൽ സിവിഡി വഴിയാണ് പോളി ജനറേറ്റുചെയ്യുന്നത്, അതിനാൽ പോളിയുടെ ഉത്പാദനം ശുദ്ധമായ സിവിഡി മെഷീൻ വഴിയല്ല).
എന്നാൽ ഈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് രൂപം കൊള്ളുന്ന പോളിസിലിക്കൺ മുഴുവൻ വേഫറിലും അടിഞ്ഞു കൂടും, മഴയ്ക്ക് ശേഷം ഇത് ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു.
Poly, SiO2 എന്നിവയുടെ എക്സ്പോഷർ:
ഈ ഘട്ടത്തിൽ, നമുക്ക് ആവശ്യമുള്ള ലംബ ഘടന യഥാർത്ഥത്തിൽ രൂപപ്പെട്ടു, മുകളിൽ പോളിയും താഴെ SiO2 ഉം അടിയിൽ അടിവസ്ത്രവും. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ മുഴുവൻ വേഫറും ഇതുപോലെയാണ്, "ഫ്യൂസറ്റ്" ഘടനയാകാൻ ഞങ്ങൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേക സ്ഥാനം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. അതിനാൽ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയിലും ഏറ്റവും നിർണായകമായ ഘട്ടമുണ്ട് - എക്സ്പോഷർ.
ഞങ്ങൾ ആദ്യം വേഫറിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിൻ്റെ ഒരു പാളി വിരിച്ചു, അത് ഇതുപോലെ മാറുന്നു.
അതിനുശേഷം നിർവചിച്ച മാസ്ക് (മാസ്കിൽ സർക്യൂട്ട് പാറ്റേൺ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു) ഇടുക, ഒടുവിൽ ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് അതിനെ വികിരണം ചെയ്യുക. വികിരണ മേഖലയിൽ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് സജീവമാകും. മാസ്ക് തടഞ്ഞ പ്രദേശം പ്രകാശ സ്രോതസ്സിനാൽ പ്രകാശിപ്പിക്കപ്പെടാത്തതിനാൽ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിൻ്റെ ഈ ഭാഗം സജീവമാക്കിയിട്ടില്ല.
സജീവമാക്കിയ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് ഒരു പ്രത്യേക രാസ ദ്രാവകം ഉപയോഗിച്ച് കഴുകുന്നത് വളരെ എളുപ്പമായതിനാൽ, സജീവമല്ലാത്ത ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് കഴുകാൻ കഴിയില്ല, റേഡിയേഷനുശേഷം, സജീവമാക്കിയ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് കഴുകാൻ ഒരു പ്രത്യേക ദ്രാവകം ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഒടുവിൽ അത് ഇതുപോലെയായി മാറുന്നു. Poly, SiO2 എന്നിവ നിലനിർത്തേണ്ടയിടത്ത് photoresist, നിലനിർത്തേണ്ടതില്ലാത്തിടത്ത് photoresist നീക്കം ചെയ്യുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-23-2024