Ярымүткәргеч процесс агымы

Сез моны физика яки математиканы беркайчан да өйрәнмәгән булсагыз да аңлый аласыз, ләкин ул бераз гади һәм башлап җибәрүчеләр өчен яраклы. CMOS турында күбрәк беләсегез килсә, сез бу мәсьәләнең эчтәлеген укырга тиеш, чөнки процесс агымын (ягъни диодның җитештерү процессын) аңлагач кына сез түбәндәге эчтәлекне аңлый аласыз. Алайса, әйдәгез, бу CMOS фабрикасында бу җитештерүдә ничек җитештерелүен белик (алдынгы булмаган процессны мисал итеп алсак, алдынгы процессның CMOS структурасы һәм җитештерү принцибы белән аерылып тора).

Беренчедән, сез шуны белергә тиеш: фабрика тәэмин итүчедән алган ваферлар (кремний вафинтәэмин итүче) бер-бер артлы, радиусы 200 мм (8 дюймзавод) яки 300 мм (12 дюймзавод). Түбәндәге рәсемдә күрсәтелгәнчә, ул субстрат дип аталган зур тортка охшаган.

Ләкин безгә болай карау уңайлы түгел. Без астыннан өскә карыйбыз һәм түбәндәге фигурага әверелгән кисемтә күренешенә карыйбыз.

Алга таба, CMOS моделенең ничек барлыкка килүен карыйк. Чын процесс меңләгән адым таләп иткәнгә, мин монда иң гади 8 дюймлы вафинның төп адымнары турында сөйләрмен.

 

 

Яхшы һәм инверсия катламы ясау:

Ягъни, кое субстратка ион имплантациясе белән урнаштырыла (Ион имплантациясе, алга таба имп дип атала). NMOS ясарга теләсәгез, P тибындагы скважиналар куярга кирәк. PMOS ясарга теләсәгез, N тибындагы скважиналар куярга кирәк. Сезнең уңайлыгыгыз өчен, NMOSны мисал итеп алыйк. Ион имплантация машинасы P тибындагы элементларны субстратка билгеле бер тирәнлеккә урнаштыра, аннары аларны мич трубасында югары температурада җылытып, бу ионнарны активлаштыру һәм тарату өчен. Бу кое җитештерүне тәмамлый. Бу производство тәмамланганнан соң нинди.

Скважина ясаганнан соң, башка ион имплантация адымнары бар, аларның максаты - канал токының һәм бусага көчәнешенең зурлыгын контрольдә тоту. Барысы да аны инверсия катламы дип атый ала. Әгәр дә сез NMOS ясарга телисез икән, инверсия катламы P тибындагы ионнар белән урнаштырыла, ә PMOS ясарга теләсәгез, инверсия катламы N тибындагы ионнар белән урнаштырыла. Имплантациядән соң ул түбәндәге модель.

Монда бик күп эчтәлек бар, мәсәлән, энергия, почмак, ион имплантациясе вакытында ион концентрациясе һ.б., бу проблемага кертелмәгән, һәм мин ышанам, сез бу әйберләрне белсәгез, сез инсайдер булырга тиеш, һәм сез аларны өйрәнү ысулы булырга тиеш.

 

SiO2 ясау:

Кремний газы (SiO2, алга таба оксид дип атала) соңрак ясалачак. CMOS җитештерү процессында оксид ясауның күп ысуллары бар. Монда SiO2 капка астында кулланыла, һәм аның калынлыгы бусага көчәнешенең зурлыгына һәм канал токының зурлыгына турыдан-туры тәэсир итә. Шуңа күрә күпчелек заводлар мич трубасын оксидлаштыру ысулын иң югары сыйфатлы, иң төгәл калынлык контроле һәм бу адымда иң яхшы бердәмлек белән сайлыйлар. Чынлыкта, бу бик гади, ягъни кислородлы мич торбасында кислород һәм кремнийның SiO2 чыгару өчен химик реакциягә керүе өчен югары температура кулланыла. Шул рәвешле, астагы рәсемдә күрсәтелгәнчә, Si өслегендә нечкә катлам SiO2 барлыкка килә.

Әлбәттә, монда шулай ук ​​бик күп конкрет мәгълүмат бар, мәсәлән, күпме градус кирәк, кислородның концентрациясе күпме, югары температура күпме кирәк һ.б. Бу без хәзер уйламыйбыз, алар артык конкрет.

Капка ахырын формалаштыру Поли:

Ләкин ул әле бетмәгән. SiO2 җепкә тиң, һәм чын капка (Поли) әле башланмаган. Шуңа күрә безнең чираттагы адым - SiO2 полисиликоны катламы кую (полисиликон бер кремний элементыннан тора, ләкин такталар аранжировкасы башка. Ни өчен субстрат бер кристалл кремний куллана, капка полисиликон куллана дип сорамагыз. Анда. Ярымүткәргеч физика дигән китап. Сез бу турыда белә аласыз. Бу оят. Поли шулай ук ​​CMOSда бик критик бәйләнеш, ләкин поли компоненты Si, һәм SiO2 үскән кебек Si субстрат белән туры реакция ярдәмендә барлыкка килми. Моның өчен легендар CVD (Химик пар парламенты) кирәк, бу вакуумда химик реакция ясарга һәм ваферда барлыкка килгән әйберне яудырырга тиеш. Бу мисалда барлыкка килгән матдә полисиликон, аннары вафинга яуган (монда әйтергә кирәк, поли мич трубасында CVD тарафыннан ясала, шуңа күрә поли тудыру саф CVD машинасы белән эшләнми).

Ләкин бу ысул белән формалашкан полисиликон бөтен вафинда яудырылачак, һәм ул явым-төшемнән соң шулай.

 

Poly һәм SiO2 экспозициясе:

Бу адымда без теләгән вертикаль структура формалашты, өстендә поли, аста SiO2, аста субстрат. Ләкин хәзер бөтен вафин шундый, һәм безгә "кран" структурасы булырга тиеш. Шуңа күрә бөтен процесста иң критик адым бар - экспозиция.
Без башта фоторезист катламын вафер өслегенә тараттык, һәм ул шулай була.

Аннары билгеләнгән масканы (маскада схема схемасы билгеләнде) куегыз, һәм ниһаять, аны билгеле дулкын озынлыгы нуры белән нурландырыгыз. Фоторезист нурланган җирдә активлашачак. Маска белән блокланган мәйдан яктылык чыганагы белән яктыртылмаганлыктан, бу фоторесист кисәге активлашмый.

Активлашкан фоторесистны билгеле бер химик сыеклык белән юу аеруча җиңел булганлыктан, актив булмаган фоторесистны юып булмый, нурланыштан соң, активлашкан фоторесистны юар өчен махсус сыеклык кулланыла, һәм ниһаять, ул шулай булып китә, Поли һәм SiO2 сакланырга тиеш фоторезист, һәм аны сакларга кирәк булмаган җирдә фоторезистны чыгару.