Hiç fizik ya da matematik okumamış olsanız bile anlayabilirsiniz ama biraz fazla basit ve yeni başlayanlar için uygun. CMOS hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız bu sayının içeriğini okumalısınız çünkü ancak süreç akışını (yani diyotun üretim sürecini) anladıktan sonra aşağıdaki içeriği anlamaya devam edebilirsiniz. O halde bu sayımızda bu CMOS'un dökümhanede nasıl üretildiğini öğrenelim (ileri olmayan prosesi örnek alırsak, ileri prosesin CMOS'u yapı ve üretim prensibi bakımından farklıdır).
Öncelikle dökümhanenin tedarikçiden aldığı gofretlerin (silikon gofrettedarikçi) 200 mm yarıçaplı (8 inçfabrika) veya 300mm (12 inçfabrika). Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi aslında substrat dediğimiz büyük bir pastaya benzer.
Ancak olaya bu şekilde bakmamız doğru değil. Aşağıdan yukarıya doğru bakıyoruz ve aşağıdaki şekil haline gelen kesit görünümüne bakıyoruz.
Şimdi CMOS modelinin nasıl göründüğüne bakalım. Gerçek süreç binlerce adım gerektirdiğinden burada en basit 8 inçlik gofretin ana adımlarından bahsedeceğim.
Kuyu Yapımı ve Ters Çevirme Katmanı:
Yani kuyu, iyon implantasyonu (İyon İmplantasyonu, bundan sonra imp olarak anılacaktır) yoluyla substrat içerisine implante edilir. NMOS yapmak istiyorsanız P tipi kuyucuklar yerleştirmeniz gerekir. PMOS yapmak istiyorsanız N tipi kuyucuklar yerleştirmeniz gerekir. Size kolaylık sağlamak için NMOS'u örnek olarak alalım. İyon implantasyon makinesi, alt tabakaya implante edilecek P tipi elemanları belirli bir derinliğe yerleştirir ve ardından bu iyonları aktive etmek ve etrafa yaymak için onları fırın tüpünde yüksek sıcaklıkta ısıtır. Bu kuyunun üretimini tamamlar. Üretim tamamlandıktan sonra böyle görünüyor.
Kuyu yapıldıktan sonra, amacı kanal akımının ve eşik voltajının boyutunu kontrol etmek olan başka iyon implantasyon adımları vardır. Herkes buna ters çevirme katmanı diyebilir. NMOS yapmak istiyorsanız ters çevirme katmanı P tipi iyonlarla implante edilir ve PMOS yapmak istiyorsanız ters çevirme katmanı N tipi iyonlarla implante edilir. İmplantasyondan sonra aşağıdaki modeldir.
Burada enerji, açı, iyon implantasyonu sırasındaki iyon konsantrasyonu vb. gibi bu sayıda yer almayan pek çok içerik var ve inanıyorum ki bunları biliyorsanız içeriden biri olmalısınız ve siz de bu konuda bilgi sahibi olmalısınız. bunları öğrenmenin bir yolu olmalı.
SiO2 Yapımı:
Silikon dioksit (SiO2, bundan sonra oksit olarak anılacaktır) daha sonra yapılacaktır. CMOS üretim sürecinde oksit yapmanın birçok yolu vardır. Burada kapının altında SiO2 kullanılır ve kalınlığı eşik voltajının boyutunu ve kanal akımının boyutunu doğrudan etkiler. Bu nedenle çoğu dökümhane, bu adımda en yüksek kaliteye, en hassas kalınlık kontrolüne ve en iyi homojenliğe sahip fırın borusu oksidasyon yöntemini seçer. Aslında bu çok basittir, yani oksijenli bir fırın tüpünde, oksijen ve silikonun kimyasal olarak reaksiyona girerek SiO2 oluşturmasını sağlamak için yüksek sıcaklık kullanılır. Bu sayede aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi Si yüzeyinde ince bir SiO2 tabakası oluşur.
Elbette burada kaç dereceye ihtiyaç duyulduğu, ne kadar oksijen konsantrasyonuna ihtiyaç duyulduğu, ne kadar süreyle yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulduğu gibi pek çok spesifik bilgi de var. Şu anda düşündüğümüz bunlar değil, bunlar. çok spesifik.
Kapı ucu Poli'nin oluşumu:
Ama henüz bitmedi. SiO2 sadece bir ipliğe eşdeğerdir ve gerçek geçit (Poli) henüz başlamamıştır. Yani bir sonraki adımımız SiO2 üzerine bir polisilikon tabakası yerleştirmektir (polisilikon da tek bir silikon elementten oluşur, ancak kafes düzeni farklıdır. Alt tabakanın neden tek kristal silikon kullandığını ve geçidin polisilikon kullandığını bana sormayın. Orada) Yarı İletken Fiziği adlı bir kitaptır. Bunu öğrenebilirsiniz~). Poli aynı zamanda CMOS'ta çok kritik bir bağlantıdır, ancak poli'nin bileşeni Si'dir ve büyüyen SiO2 gibi Si substratı ile doğrudan reaksiyonla üretilemez. Bu, vakumda kimyasal olarak reaksiyona girecek ve üretilen nesneyi levha üzerine çökeltecek efsanevi CVD'yi (Kimyasal Buhar Biriktirme) gerektirir. Bu örnekte, üretilen madde polisilikondur ve daha sonra levha üzerinde çökeltilir (burada poli'nin bir fırın tüpünde CVD tarafından üretildiğini, dolayısıyla poli üretiminin saf bir CVD makinesi tarafından yapılmadığını söylemem gerekir).
Ancak bu yöntemle oluşturulan polisilikon tüm levha üzerinde çökelecektir ve çökeltme sonrasında bu şekilde görünecektir.
Poli ve SiO2'ye Maruz Kalma:
Bu adımda aslında üstte poly, altta SiO2 ve altta substrat olmak üzere istediğimiz dikey yapı oluşturulmuştur. Ama artık tüm levha bu şekilde ve "musluk" yapısı için yalnızca belirli bir konuma ihtiyacımız var. Yani tüm süreçteki en kritik adım var: maruz kalma.
Önce gofretin yüzeyine bir fotorezist tabakası yayıyoruz ve bu şekilde oluyor.
Daha sonra tanımlı maskeyi (maske üzerinde devre düzeni tanımlanmıştır) takın ve son olarak belirli bir dalga boyundaki ışıkla ışınlayın. Işınlanmış alanda fotorezist aktif hale gelecektir. Maskenin bloke ettiği alan ışık kaynağı tarafından aydınlatılmadığından bu fotorezist parçası etkinleştirilmez.
Aktive edilmiş fotorezistin belirli bir kimyasal sıvı ile yıkanması özellikle kolay olduğundan, aktive edilmemiş fotorezist yıkanamazken, ışınlamanın ardından, aktive edilmiş fotorezisti yıkamak için spesifik bir sıvı kullanılır ve sonunda bu şekilde olur, Poli ve SiO2'nin tutulması gereken yerlerde fotorezist ve tutulması gerekmeyen yerlerde fotorezist kaldırılır.
Gönderim zamanı: Ağu-23-2024