Вы можете понять это, даже если никогда не изучали физику или математику, но это слишком просто и подходит для начинающих. Если вы хотите узнать больше о CMOS, вам необходимо прочитать содержание этого выпуска, потому что только после понимания последовательности операций (то есть процесса производства диода) вы сможете продолжить понимание следующего содержания. Тогда давайте узнаем о том, как эта КМОП производится в литейном предприятии в этом выпуске (на примере невысокотехнологичного процесса, КМОП усовершенствованного процесса отличается по структуре и принципу производства).
Прежде всего, необходимо знать, что пластины, которые литейный завод получает от поставщика (кремниевая пластинапоставщика) расположены по одному, радиусом 200 мм (8-дюймовыйзавод) или 300мм (12-дюймовыйфабрика). Как показано на рисунке ниже, на самом деле он похож на большой торт, который мы называем подложкой.
Однако нам неудобно смотреть на это таким образом. Смотрим снизу вверх и смотрим на разрез, который становится следующим рисунком.
Далее посмотрим, как выглядит модель CMOS. Поскольку реальный процесс требует тысяч шагов, я расскажу здесь об основных этапах простейшей 8-дюймовой пластины.
Создание колодца и инверсионного слоя:
То есть лунку имплантируют в подложку посредством ионной имплантации (ионная имплантация, в дальнейшем именуемая имп). Если вы хотите сделать NMOS, вам необходимо имплантировать лунки P-типа. Если вы хотите сделать PMOS, вам необходимо имплантировать лунки N-типа. Для вашего удобства в качестве примера возьмем NMOS. Установка для ионной имплантации имплантирует элементы P-типа, подлежащие имплантации, в подложку на определенную глубину, а затем нагревает их при высокой температуре в трубке печи, чтобы активировать эти ионы и распространить их вокруг. На этом изготовление скважины завершено. Вот так это выглядит после завершения производства.
После изготовления лунки выполняются другие этапы ионной имплантации, целью которых является контроль величины тока канала и порогового напряжения. Каждый может назвать это инверсионным слоем. Если вы хотите создать NMOS, инверсионный слой имплантируется ионами P-типа, а если вы хотите создать PMOS, инверсионный слой имплантируется ионами N-типа. После имплантации это следующая модель.
Здесь есть много информации, такой как энергия, угол, концентрация ионов во время ионной имплантации и т. д., которые не включены в этот выпуск, и я считаю, что если вы знаете эти вещи, вы, должно быть, инсайдер, и вы должен быть способ их изучить.
Изготовление SiO2:
Диоксид кремния (SiO2, далее именуемый оксидом) будет изготовлен позже. В процессе производства КМОП существует множество способов получения оксида. Здесь под затвором используется SiO2, а его толщина напрямую влияет на величину порогового напряжения и величину тока канала. Поэтому большинство литейных предприятий выбирают метод окисления печных труб с самым высоким качеством, наиболее точным контролем толщины и наилучшей однородностью на этом этапе. На самом деле все очень просто: в трубке печи с кислородом используется высокая температура, позволяющая кислороду и кремнию вступить в химическую реакцию с образованием SiO2. Таким образом, на поверхности Si создается тонкий слой SiO2, как показано на рисунке ниже.
Конечно, здесь также есть много конкретной информации, например, сколько градусов необходимо, какая концентрация кислорода, как долго необходима высокая температура и т. д. Это не то, что мы рассматриваем сейчас, это слишком специфично.
Формирование конца ворот Poly:
Но это еще не конец. SiO2 просто эквивалент нити, а настоящие ворота (Poly) еще не запустились. Итак, наш следующий шаг — уложить слой поликремния на SiO2 (полисремний также состоит из одного кремниевого элемента, но расположение решетки другое. Не спрашивайте меня, почему в подложке используется монокристаллический кремний, а в затворе — поликремний. Там это книга под названием «Физика полупроводников». Вы можете узнать об этом. Это неловко~). Поли также является очень важным звеном в КМОП, но компонентом поли является кремний, и его нельзя получить путем прямой реакции с кремниевой подложкой, как при выращивании SiO2. Для этого требуется легендарное CVD (химическое осаждение из паровой фазы), которое заключается в химической реакции в вакууме и осаждении созданного объекта на пластине. В этом примере генерируемым веществом является поликремний, который затем осаждается на пластине (здесь я должен сказать, что поли генерируется в трубчатой печи методом CVD, поэтому генерация поли не выполняется с помощью чистого CVD-аппарата).
Но поликремний, полученный таким методом, будет осаждён на всей пластине, и после осаждения это выглядит так.
Воздействие Poly и SiO2:
На этом этапе фактически сформирована нужная нам вертикальная структура: поли сверху, SiO2 снизу и подложка снизу. Но теперь вся пластина такая, и нам нужна только определенная позиция, которая будет структурой «крана». Итак, есть самый важный шаг во всем процессе – разоблачение.
Сначала на поверхность пластины наносим слой фоторезиста, и получается вот так.
Затем наденьте на него определенную маску (на маске определен рисунок схемы) и, наконец, облучите ее светом определенной длины волны. Фоторезист активируется в облученной области. Поскольку область, перекрываемая маской, не освещается источником света, этот кусок фоторезиста не активируется.
Поскольку активированный фоторезист особенно легко смывается специальной химической жидкостью, а неактивированный фоторезист смыть невозможно, после облучения используется специальная жидкость для смывания активированного фоторезиста, и в конечном итоге он становится таким, оставляя фоторезиста там, где необходимо сохранить поли и SiO2, и удаление фоторезиста там, где его не нужно сохранять.
Время публикации: 23 августа 2024 г.