Agar siz fizika yoki matematikani hech qachon o'qimagan bo'lsangiz ham, buni tushunishingiz mumkin, lekin bu juda oddiy va yangi boshlanuvchilar uchun mos. Agar siz CMOS haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, ushbu nashrning mazmunini o'qib chiqishingiz kerak, chunki faqat jarayon oqimini (ya'ni diodaning ishlab chiqarish jarayonini) tushunganingizdan so'ng, siz quyidagi tarkibni tushunishni davom ettirishingiz mumkin. Keyin keling, ushbu nashrda quyma korxonada ushbu CMOS qanday ishlab chiqarilishini bilib olaylik (ilg'or bo'lmagan jarayonni misol qilib olsak, ilg'or jarayonning CMOS tuzilishi va ishlab chiqarish printsipi jihatidan farq qiladi).
Avvalo, quyish zavodi etkazib beruvchidan oladigan gofretlarni bilishingiz kerak (kremniy gofretyetkazib beruvchi) birma-bir, radiusi 200 mm (8 dyuymzavod) yoki 300 mm (12 dyuymzavod). Quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, u aslida katta tortga o'xshaydi, biz uni substrat deb ataymiz.
Biroq, bunga bunday qarash biz uchun qulay emas. Biz pastdan yuqoriga qaraymiz va kesma ko'rinishga qaraymiz, bu quyidagi rasmga aylanadi.
Keyinchalik, CMOS modeli qanday paydo bo'lishini ko'rib chiqamiz. Haqiqiy jarayon minglab qadamlarni talab qilganligi sababli, men bu erda eng oddiy 8 dyuymli gofretning asosiy bosqichlari haqida gapiraman.
Quduq va inversiya qatlamini yasash:
Ya'ni, quduq ion implantatsiyasi (Ion Implantation, bundan keyin imp deb yuritiladi) orqali substratga implantatsiya qilinadi. Agar siz NMOSni yaratmoqchi bo'lsangiz, P tipidagi quduqlarni implantatsiya qilishingiz kerak. Agar siz PMOS qilmoqchi bo'lsangiz, N tipidagi quduqlarni implantatsiya qilishingiz kerak. Qulaylik uchun NMOSni misol qilib olaylik. Ion implantatsiyasi mashinasi substratga implantatsiya qilinadigan P tipidagi elementlarni ma'lum bir chuqurlikka joylashtiradi va keyin bu ionlarni faollashtirish va ularni atrofga tarqatish uchun ularni o'choq trubkasida yuqori haroratda isitadi. Bu quduqni ishlab chiqarishni yakunlaydi. Ishlab chiqarish tugallangandan keyin shunday ko'rinadi.
Quduqni yasagandan so'ng, boshqa ion implantatsiyasi bosqichlari mavjud bo'lib, ularning maqsadi kanal oqimi va pol kuchlanishining o'lchamini nazorat qilishdir. Har bir inson uni inversiya qatlami deb atashi mumkin. Agar siz NMOSni yaratmoqchi bo'lsangiz, inversiya qatlamiga P-tipli ionlar, agar siz PMOS-ni yaratmoqchi bo'lsangiz, inversiya qatlamiga N-tipli ionlar joylashtiriladi. Implantatsiyadan so'ng u quyidagi modeldir.
Bu yerda ion implantatsiyasidagi energiya, burchak, ion kontsentratsiyasi va boshqalar kabi juda ko'p ma'lumotlar mavjud va ular ushbu nashrga kiritilmagan va men ishonamanki, agar siz bu narsalarni bilsangiz, siz insayder bo'lishingiz kerak va siz ularni o'rganish yo'li bo'lishi kerak.
SiO2 hosil qilish:
Silikon dioksid (SiO2, bundan keyin oksid deb ataladi) keyinroq ishlab chiqariladi. CMOS ishlab chiqarish jarayonida oksid hosil qilishning ko'plab usullari mavjud. Bu erda SiO2 darvoza ostida ishlatiladi va uning qalinligi to'g'ridan-to'g'ri chegara kuchlanishining o'lchamiga va kanal oqimining o'lchamiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, ko'pchilik quyish korxonalari ushbu bosqichda eng yuqori sifat, eng aniq qalinligi nazorati va eng yaxshi bir xillik bilan o'choq trubkasi oksidlanish usulini tanlaydi. Aslida, bu juda oddiy, ya'ni kislorodli o'choq trubkasida SiO2 hosil qilish uchun kislorod va kremniyning kimyoviy reaksiyaga kirishishi uchun yuqori harorat ishlatiladi. Shu tarzda, quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, Si yuzasida yupqa SiO2 qatlami hosil bo'ladi.
Albatta, bu erda qancha daraja kerakligi, qancha kislorod konsentratsiyasi kerakligi, yuqori harorat qancha vaqt talab qilinishi va hokazo kabi juda ko'p aniq ma'lumotlar mavjud. Bular biz hozir ko'rib chiqayotgan narsa emas, ular juda aniq.
Darvoza uchining poli shakllanishi:
Lekin hali tugamadi. SiO2 shunchaki ipga teng va haqiqiy eshik (Poly) hali ishga tushmagan. Shunday qilib, bizning keyingi qadamimiz SiO2 (polisilikon ham bitta kremniy elementidan iborat, lekin panjaraning joylashishi boshqacha. Nima uchun substrat monokristalli kremniydan, eshik esa polisilikondan foydalaniladi) deb so'ramang. "Yarim o'tkazgichlar fizikasi" deb nomlangan kitob bu haqda bilib olishingiz mumkin. Poli ham CMOS-da juda muhim bo'g'indir, ammo polining tarkibiy qismi Si bo'lib, uni SiO2 o'sishi kabi Si substrati bilan to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya orqali hosil qilib bo'lmaydi. Buning uchun vakuumda kimyoviy reaksiyaga kirishish va hosil bo'lgan ob'ektni gofretda cho'ktirish uchun afsonaviy CVD (Kimyoviy bug 'birikishi) kerak. Ushbu misolda hosil bo'lgan modda polisilikon bo'lib, so'ngra gofret ustiga cho'kadi (bu erda shuni aytishim kerakki, poli o'choq trubkasida CVD orqali hosil bo'ladi, shuning uchun polini hosil qilish sof CVD mashinasi tomonidan amalga oshirilmaydi).
Ammo bu usul bilan hosil bo'lgan polisilikon butun gofretda cho'kadi va yog'ingarchilikdan keyin shunday ko'rinadi.
Poly va SiO2 ta'siri:
Ushbu bosqichda biz xohlagan vertikal struktura hosil bo'ldi, tepada poli, pastda SiO2 va pastki qismida substrat mavjud. Ammo hozir butun gofret shunday bo'lib, biz faqat "kran" tuzilishi bo'lish uchun ma'lum bir pozitsiyaga muhtojmiz. Shunday qilib, butun jarayonning eng muhim bosqichi bor - ta'sir qilish.
Biz birinchi navbatda gofret yuzasiga fotorezist qatlamini yoyamiz va u shunday bo'ladi.
Keyin unga belgilangan niqobni qo'ying (niqobdagi sxema aniqlangan) va nihoyat ma'lum bir to'lqin uzunligi nuri bilan nurlantiring. Nurlangan hududda fotorezist faollashadi. Niqob bilan bloklangan joy yorug'lik manbai tomonidan yoritilmaganligi sababli, fotorezistning bu qismi faollashtirilmaydi.
Faollashtirilgan fotorezistni ma'lum bir kimyoviy suyuqlik bilan yuvish juda oson bo'lgani uchun, faollashtirilmagan fotorezistni yuvish mumkin emas, nurlanishdan so'ng faollashtirilgan fotorezistni yuvish uchun ma'lum bir suyuqlik ishlatiladi va nihoyat shunday bo'lib qoladi. Poly va SiO2 ni ushlab turish kerak bo'lgan fotorezistni va ushlab turish kerak bo'lmagan joyda fotorezistni olib tashlash.
Yuborilgan vaqt: 23-avgust 2024-yil