Du kan förstå det även om du aldrig har studerat fysik eller matematik, men det är lite för enkelt och passar nybörjare. Om du vill veta mer om CMOS måste du läsa innehållet i detta nummer, för först efter att ha förstått processflödet (det vill säga produktionsprocessen för dioden) kan du fortsätta att förstå följande innehåll. Låt oss sedan lära oss om hur denna CMOS produceras i gjuteriföretaget i det här numret (ta icke-avancerad process som ett exempel, CMOS för avancerad process är annorlunda i struktur och produktionsprincip).
Först och främst måste du veta att wafers som gjuteriet får från leverantören (kiselwaferleverantör) är en efter en, med en radie på 200 mm (8-tumsfabrik) eller 300 mm (12 tumfabrik). Som visas i figuren nedan liknar den faktiskt en stor kaka, som vi kallar ett substrat.
Det är dock inte bekvämt för oss att se på det så här. Vi tittar nerifrån och upp och tittar på tvärsnittsvyn, som blir följande figur.
Låt oss sedan se hur CMOS-modellen ser ut. Eftersom själva processen kräver tusentals steg, kommer jag att prata om huvudstegen för den enklaste 8-tums wafern här.
Making Well och Inversion Layer:
Det vill säga att brunnen implanteras i substratet genom jonimplantation (jonimplantation, nedan kallad imp). Om du vill göra NMOS måste du implantera brunnar av P-typ. Om du vill göra PMOS måste du implantera brunnar av N-typ. För din bekvämlighet, låt oss ta NMOS som ett exempel. Jonimplantationsmaskinen implanterar element av P-typ som ska implanteras i substratet till ett specifikt djup och värmer dem sedan vid hög temperatur i ugnsröret för att aktivera dessa joner och sprida dem runt. Detta avslutar produktionen av brunnen. Så här ser det ut efter att produktionen är klar.
Efter att ha gjort brunnen finns det andra jonimplantationssteg, vars syfte är att kontrollera storleken på kanalströmmen och tröskelspänningen. Alla kan kalla det inversionslagret. Om du vill göra NMOS implanteras inversionslagret med joner av P-typ, och om du vill göra PMOS implanteras inversionslagret med joner av N-typ. Efter implantation är det följande modell.
Det finns en hel del innehåll här, såsom energi, vinkel, jonkoncentration under jonimplantation etc. som inte ingår i det här numret, och jag tror att om du kan de sakerna måste du vara en insider, och du måste ha ett sätt att lära sig dem.
Att göra SiO2:
Kiseldioxid (SiO2, nedan kallad oxid) kommer att tillverkas senare. I CMOS-produktionsprocessen finns det många sätt att tillverka oxid. Här används SiO2 under grinden, och dess tjocklek påverkar direkt storleken på tröskelspänningen och storleken på kanalströmmen. Därför väljer de flesta gjuterier oxidationsmetoden för ugnsrör med högsta kvalitet, den mest exakta tjocklekskontrollen och den bästa likformigheten i detta steg. I själva verket är det väldigt enkelt, det vill säga i ett ugnsrör med syre används hög temperatur för att tillåta syre och kisel att reagera kemiskt för att generera SiO2. På detta sätt genereras ett tunt lager av SiO2 på ytan av Si, som visas i figuren nedan.
Naturligtvis finns det också mycket specifik information här, som hur många grader som behövs, hur mycket koncentration av syre som behövs, hur länge den höga temperaturen behövs etc. Det är inte det vi funderar på nu, det är för specifik.
Bildning av gate ände Poly:
Men det är inte över än. SiO2 motsvarar bara en tråd, och den riktiga porten (Poly) har inte startat än. Så vårt nästa steg är att lägga ett lager av polykisel på SiO2 (polykisel är också sammansatt av ett enda kiselelement, men gitterarrangemanget är annorlunda. Fråga mig inte varför substratet använder enkristallkisel och grinden använder polykisel. Där är en bok som heter Halvledarfysik Du kan lära dig om det. Det är pinsamt. Poly är också en mycket kritisk länk i CMOS, men komponenten av poly är Si, och den kan inte genereras genom direkt reaktion med Si-substrat som växande SiO2. Detta kräver den legendariska CVD (Chemical Vapour Deposition), som ska reagera kemiskt i ett vakuum och fälla ut det genererade föremålet på wafern. I det här exemplet är den genererade substansen polykisel och fälls sedan ut på wafern (här måste jag säga att poly genereras i ett ugnsrör av CVD, så genereringen av poly görs inte av en ren CVD-maskin).
Men polykiselet som bildas med denna metod kommer att fällas ut på hela skivan, och det ser ut så här efter utfällning.
Exponering av poly och SiO2:
I detta steg har den vertikala strukturen vi vill ha bildats, med poly på toppen, SiO2 på botten och substratet på botten. Men nu är hela wafern så här, och vi behöver bara en specifik position för att vara "kranen"-strukturen. Så det finns det mest kritiska steget i hela processen - exponering.
Vi sprider först ett lager fotoresist på ytan av wafern, och det blir så här.
Sätt sedan den definierade masken (kretsmönstret har definierats på masken) på den och bestråla den slutligen med ljus av en specifik våglängd. Fotoresisten kommer att aktiveras i det bestrålade området. Eftersom området som blockeras av masken inte är upplyst av ljuskällan, aktiveras inte denna del av fotoresist.
Eftersom den aktiverade fotoresisten är särskilt lätt att tvättas bort av en specifik kemisk vätska, medan den oaktiverade fotoresisten inte kan tvättas bort, används efter bestrålning en specifik vätska för att tvätta bort den aktiverade fotoresisten, och slutligen blir det så här, vilket lämnar fotoresist där Poly och SiO2 behöver behållas, och ta bort fotoresisten där den inte behöver behållas.
Posttid: 2024-aug-23