سيمي ڪنڊڪٽر جي عمل جو وهڪرو

توهان ان کي سمجهي سگهو ٿا جيتوڻيڪ توهان ڪڏهن به فزڪس يا رياضي جو مطالعو نه ڪيو آهي، پر اهو ٿورو سادو آهي ۽ شروعات ڪندڙن لاءِ موزون آهي. جيڪڏهن توهان CMOS بابت وڌيڪ ڄاڻڻ چاهيو ٿا، توهان کي هن مسئلي جو مواد پڙهڻو پوندو، ڇاڪاڻ ته صرف پروسيس جي وهڪري کي سمجهڻ کان پوء (يعني، ڊيوڊ جي پيداوار جو عمل) توهان هيٺ ڏنل مواد کي سمجهڻ جاري رکي سگهو ٿا. پوء اچو ته ڄاڻون ته هي CMOS هن مسئلي ۾ فاؤنڊيري ڪمپني ۾ ڪيئن پيدا ٿئي ٿو (مثال طور، ترقي يافته پروسيس جو CMOS ساخت ۽ پيداوار جي اصول ۾ مختلف آهي).

سڀ کان پهريان، توهان کي اهو ڄاڻڻ گهرجي ته فائونڊري کي فراهم ڪندڙ کان حاصل ڪيل ويفرز (silicon waferفراهم ڪندڙ) هڪ هڪ ڪري رهيا آهن، 200mm جي ريڊيس سان (8-انچڪارخانو) يا 300mm (12-انچڪارخانو). جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي، اهو اصل ۾ هڪ وڏي ڪيڪ وانگر آهي، جنهن کي اسين هڪ سبسٽريٽ سڏين ٿا.

تنهن هوندي، اسان لاء اهو آسان ناهي ته هن طريقي سان ڏسڻ لاء. اسان هيٺان کان مٿي ڏسون ٿا ۽ ڪراس-سيڪشنل ڏيک کي ڏسون ٿا، جيڪو هيٺيون شڪل بڻجي ٿو.

اڳيون، اچو ته ڏسو ته ڪيئن CMOS ماڊل ظاهر ٿئي ٿو. جيئن ته اصل عمل هزارين قدمن جي ضرورت آهي، آئون هتي 8 انچ جي آسان ترين ويفر جي مکيه مرحلن بابت ڳالهائيندس.

 

 

چڱيءَ طرح ٺاھڻ ۽ انورشن پرت:

اھو آھي، کوھ کي آئن امپلانٽيشن (آئن امپلانٽيشن، ھتان بعد ۾ imp جي طور تي حوالو ڏنو ويو آھي) ذريعي سبسٽريٽ ۾ لڳايو ويندو آھي. جيڪڏهن توهان NMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، توهان کي پي-قسم جي کوهن کي لڳائڻ جي ضرورت آهي. جيڪڏهن توهان PMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، توهان کي اين-قسم جي کوهن کي لڳائڻ جي ضرورت آهي. توهان جي سهولت لاءِ، اچو ته مثال طور NMOS وٺون. آئن امپلانٽيشن مشين P-قسم جي عناصرن کي سبسٽرٽ ۾ هڪ خاص کوٽائي تائين امپلانٽ ڪرڻ لاءِ امپلانٽ ڪري ٿي، ۽ پوءِ انهن آئنز کي چالو ڪرڻ ۽ انهن کي چوڌاري ڦهلائڻ لاءِ فرنس ٽيوب ۾ تيز گرمي پد تي گرم ڪري ٿي. اهو کوهه جي پيداوار مڪمل ڪري ٿو. اھو اھو آھي جيڪو پيداوار مڪمل ٿيڻ کان پوء ڏسڻ ۾ اچي ٿو.

کوهه ٺاهڻ کان پوءِ، ٻيا آئن امپلانٽيشن مرحلا آهن، جن جو مقصد چينل جي ڪرنٽ ۽ حد جي وولٽيج جي ماپ کي ڪنٽرول ڪرڻ آهي. هر ڪو ان کي انوائريشن پرت سڏي سگهي ٿو. جيڪڏهن توهان NMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، انورشن پرت کي P-type ions سان لڳايو ويندو آهي، ۽ جيڪڏهن توهان PMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، ته انورشن پرت کي N-type ions سان لڳايو ويندو آهي. implantation کان پوء، ان کي هيٺين ماڊل آهي.

هتي تمام گهڻا مواد آهن، جهڙوڪ توانائي، زاويه، آئن امپلانٽيشن دوران آئن ڪنسنٽريشن وغيره، جيڪي هن مسئلي ۾ شامل نه آهن، ۽ مان سمجهان ٿو ته جيڪڏهن توهان انهن شين کي ڄاڻو ٿا، توهان کي هڪ اندروني هجڻ گهرجي، ۽ توهان انهن کي سکڻ جو هڪ طريقو هجڻ گهرجي.

 

SiO2 ٺاهڻ:

Silicon ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO2، بعد ۾ آڪسائيڊ جو حوالو ڏنو ويو) بعد ۾ ڪيو ويندو. CMOS پيداوار جي عمل ۾، آڪسائيڊ ٺاهڻ جا ڪيترائي طريقا آهن. هتي، SiO2 دروازي جي هيٺان استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ ان جي ٿلهي سڌي طرح حد جي وولٹیج جي ماپ ۽ موجوده چينل جي سائيز تي اثر انداز ٿئي ٿي. تنهن ڪري، سڀ کان وڌيڪ فاؤنڊيشن فرنس ٽيوب آڪسائيڊريشن جو طريقو چونڊيندا آهن اعلي معيار سان، سڀ کان وڌيڪ ٿلهي ٿلهي ڪنٽرول، ۽ هن قدم تي بهترين هڪجهڙائي. حقيقت ۾، اهو تمام سادو آهي، اهو آهي، آڪسيجن سان گڏ هڪ فرنس ٽيوب ۾، اعلي درجه حرارت استعمال ڪيو ويندو آهي آڪسيجن ۽ سلڪون کي ڪيميائي طور تي رد عمل ڪرڻ جي اجازت ڏيڻ لاء SiO2 پيدا ڪرڻ لاء. اهڙي طرح، SiO2 جي هڪ پتلي پرت Si جي مٿاڇري تي پيدا ٿئي ٿي، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.

يقينن، هتي پڻ ڪافي خاص معلومات آهي، جهڙوڪ ڪيترا درجا گهربل آهن، آڪسيجن جي ڪيتري مقدار جي ضرورت آهي، اعلي درجه حرارت ڪيتري وقت جي ضرورت آهي، وغيره. تمام خاص.

گيٽ اينڊ پولي جي ٺهڻ:

پر اهو اڃا ختم نه ٿيو آهي. SiO2 صرف هڪ سلسلي جي برابر آهي، ۽ حقيقي دروازي (Poly) اڃا شروع نه ڪيو آهي. تنهن ڪري اسان جو ايندڙ قدم SiO2 تي پولسيليڪون جي هڪ پرت رکڻ آهي (پوليسيڪون پڻ هڪ واحد سلکان عنصر سان ٺهيل آهي، پر لٽيس ترتيب مختلف آهي. مون کان نه پڇو ته سبسٽريٽ اڪيلو ڪرسٽل سلکان ڇو استعمال ڪندو آهي ۽ دروازو پولي سليڪون استعمال ڪندو آهي؟ Semiconductor Physics نالي هڪ ڪتاب آهي جنهن جي باري ۾ توهان سکي سگهو ٿا اهو شرمناڪ آهي ~). پولي پڻ CMOS ۾ هڪ تمام نازڪ ڪڙي آهي، پر پولي جو جزو Si آهي، ۽ اهو SiO2 جي وڌندڙن وانگر Si substrate سان سڌي رد عمل سان پيدا نٿو ٿئي. ان لاءِ افسانوي CVD (ڪيميائي وانپ جمع) جي ضرورت آهي، جيڪا ڪيميائي طور تي خال ۾ رد عمل ڪرڻ ۽ پيدا ٿيل شئي کي ويفر تي تيز ڪرڻ لاءِ آهي. هن مثال ۾، ٺاهيل مادو پولي سليڪون آهي، ۽ پوءِ ويفر تي لڳايو ويو آهي (هتي مون کي اهو چوڻو پوندو ته پولي هڪ فرنس ٽيوب ۾ CVD ذريعي ٺاهي وئي آهي، تنهنڪري پولي جي پيداوار خالص CVD مشين ذريعي نه ڪئي وئي آهي).

پر هن طريقي سان ٺهيل پولي سليڪون سڄي ويفر تي پکڙجي ويندي، ۽ اهو ورن کان پوءِ ائين نظر ايندو.

 

پولي ۽ SiO2 جي نمائش:

هن مرحلي تي، اسان چاهيون ٿا ته عمودي ڍانچي اصل ۾ ٺهيل آهي، مٿي تي پولي سان، هيٺئين پاسي SiO2، ۽ هيٺئين پاسي سبسٽريٽ. پر ھاڻي سڄو ويفر ھن جھڙو آھي، ۽ اسان کي رڳو ھڪڙي مخصوص پوزيشن جي ضرورت آھي "نل" جي جوڙجڪ. تنهنڪري سڄي عمل ۾ سڀ کان وڌيڪ نازڪ قدم آهي - نمائش.
اسان پهريون ڀيرو ڦوٽو ريسٽ جي هڪ پرت کي ويفر جي مٿاڇري تي پکڙيل آهي، ۽ اهو هن طرح ٿيندو.

ان کان پوء بيان ڪيل ماسڪ (ماسڪ تي سرڪٽ جو نمونو بيان ڪيو ويو آهي) رکو، ۽ آخر ۾ ان کي هڪ مخصوص موج جي روشني سان روشن ڪريو. ڦوٽو ريزسٽ کي شعاع واري علائقي ۾ چالو ڪيو ويندو. جيئن ته ماسڪ طرفان بند ٿيل علائقو روشني جي ذريعن طرفان روشن نه ڪيو ويو آهي، فوٽوورسٽسٽ جو هي ٽڪرو چالو نه آهي.

جيئن ته چالو ٿيل ڦوٽو ريزسٽ خاص طور تي خاص ڪيميائي مائع سان ڌوئڻ آسان آهي، جڏهن ته غير فعال ٿيل فوٽوورسٽسٽ کي ڌوئي نه ٿو سگهجي، شعاع کان پوء، هڪ مخصوص مائع استعمال ڪيو ويندو آهي جيڪو فعال ٿيل فوٽوورسٽسٽ کي ڌوئي ٿو، ۽ آخرڪار اهو هن طرح ٿيندو آهي، جيڪو ڇڏي ٿو. photoresist جتي Poly ۽ SiO2 کي برقرار رکڻ جي ضرورت آهي، ۽ photoresist کي هٽائڻ جتي ان کي برقرار رکڻ جي ضرورت ناهي.