Ток процеса полупроводника

Можете га разумети чак и ако никада нисте студирали физику или математику, али је мало превише једноставно и погодно за почетнике. Ако желите да сазнате више о ЦМОС-у, морате да прочитате садржај овог издања, јер тек након разумевања тока процеса (то јест, процеса производње диоде) можете наставити да разумете следећи садржај. Онда хајде да научимо како се овај ЦМОС производи у ливници у овом броју (узимајући за пример ненапредни процес, ЦМОС напредног процеса се разликује по структури и принципу производње).

Пре свега, морате знати да облатне које ливница добија од добављача (силицијумске плочицедобављач) су један по један, са радијусом од 200 мм (8-инчнифабрички) или 300мм (12-инчнифабрика). Као што је приказано на слици испод, заправо је слична великој торти, коју називамо супстратом.

Међутим, није нам згодно да на то гледамо овако. Гледамо одоздо према горе и гледамо на попречни пресек, који постаје следећа слика.

Даље, да видимо како се појављује ЦМОС модел. Пошто стварни процес захтева хиљаде корака, овде ћу говорити о главним корацима најједноставније 8-инчне плочице.

 

 

Прављење бунара и инверзионог слоја:

То јест, бунар се имплантира у супстрат јонском имплантацијом (Ион Имплантатион, у даљем тексту имп). Ако желите да направите НМОС, морате да имплантирате бунаре типа П. Ако желите да направите ПМОС, морате да имплантирате бунаре типа Н. Ради ваше удобности, узмимо НМОС као пример. Машина за јонску имплантацију имплантира елементе типа П који се имплантирају у подлогу до одређене дубине, а затим их загрева на високој температури у цеви пећи да би активирала ове јоне и распршила их около. Овим је завршена производња бунара. Овако то изгледа након завршетка производње.

Након израде бунара, постоје други кораци имплантације јона, чија је сврха контрола величине струје канала и граничног напона. Свако то може назвати слојем инверзије. Ако желите да направите НМОС, инверзиони слој се имплантира јонима П-типа, а ако желите да направите ПМОС, инверзиони слој се имплантира са јонима Н-типа. Након имплантације, то је следећи модел.

Овде има доста садржаја, као што су енергија, угао, концентрација јона током имплантације јона итд., који нису укључени у ово издање, а верујем да ако знате те ствари, морате бити инсајдер и мора имати начин да их научи.

 

Прављење СиО2:

Силицијум диоксид (СиО2, у даљем тексту оксид) биће направљен касније. У процесу производње ЦМОС-а, постоји много начина да се направи оксид. Овде се СиО2 користи испод капије, а његова дебљина директно утиче на величину граничног напона и величину струје канала. Због тога већина ливница бира методу оксидације цеви за пећи са највишим квалитетом, најпрецизнијом контролом дебљине и најбољом униформношћу у овом кораку. У ствари, то је врло једноставно, то јест, у цеви пећи са кисеоником, висока температура се користи да би се омогућило кисеонику и силицијуму да хемијски реагују како би се створио СиО2. На овај начин се ствара танак слој СиО2 на површини Си, као што је приказано на слици испод.

Наравно, овде има и доста конкретних података, колико је степени потребно, колика је концентрација кисеоника, колико дуго је потребна висока температура итд. Ово нису оно што сада разматрамо, то су превише специфичан.

Формирање краја капије Поли:

Али још није готово. СиО2 је само еквивалент нити, а права капија (Поли) још није почела. Дакле, наш следећи корак је да положимо слој полисилицијума на СиО2 (полисилицијум се такође састоји од једног силицијумског елемента, али је распоред решетке другачији. Не питајте ме зашто супстрат користи монокристални силицијум, а капија користи полисилицијум. је књига која се зове Физика полупроводника. Можете научити о томе. Поли је такође веома критична карика у ЦМОС-у, али компонента поли је Си, и не може се генерисати директном реакцијом са Си супстратом као што је раст СиО2. Ово захтева легендарно ЦВД (хемијско таложење паре), које треба да реагује хемијски у вакууму и исталожи створени објекат на плочици. У овом примеру, генерисана супстанца је полисилицијум, а затим исталожена на плочици (овде морам да кажем да се поли генерише у цеви пећи ЦВД, тако да се генерисање поли не врши чистом ЦВД машином).

Али полисилицијум формиран овом методом ће се исталожити на целој плочици, и изгледа овако након падавина.

 

Изложеност поли и СиО2:

У овом кораку, вертикална структура коју желимо је заправо формирана, са поли на врху, СиО2 на дну и супстратом на дну. Али сада је цела обланда оваква, и треба нам само одређена позиција да будемо структура „славине“. Дакле, постоји најкритичнији корак у целом процесу - излагање.
На површину вафла прво намажемо слој фоторезиста и он постаје овакав.

Затим ставите дефинисану маску (шаблон кола је дефинисан на маски) на њу и на крају је озрачите светлошћу одређене таласне дужине. Фоторезист ће се активирати у озраченом подручју. Пошто подручје блокирано маском није осветљено извором светлости, овај комад фоторезиста се не активира.

Пошто се активирани фоторезист посебно лако испере одређеном хемијском течношћу, док неактивирани фоторезист не може да се испере, након озрачивања се користи специфична течност за испирање активираног фоторезиста и на крају постаје овако, остављајући фоторезист где Поли и СиО2 треба да се задрже, и уклањање фоторезиста тамо где не треба да се задржи.