የሴሚኮንዳክተር ሂደት ፍሰት

ፊዚክስን ወይም ሂሳብን ባያውቁም እንኳን ሊረዱት ይችላሉ፣ ነገር ግን ለጀማሪዎች ትንሽ በጣም ቀላል እና ተስማሚ ነው። ስለ CMOS የበለጠ ማወቅ ከፈለጉ የዚህን እትም ይዘት ማንበብ አለብዎት፣ ምክንያቱም የሂደቱን ፍሰት ከተረዱ በኋላ ብቻ (ማለትም የዳይዮድ የምርት ሂደት) የሚከተለውን ይዘት መረዳት ይችላሉ። ከዚያም በዚህ እትም ውስጥ ይህ CMOS በፋውንዴሪ ኩባንያ ውስጥ እንዴት እንደሚመረት እንማር (ያልተራቀቀ ሂደትን እንደ ምሳሌ በመውሰድ፣ የላቁ ሂደት CMOS በመዋቅር እና በምርት መርህ የተለየ ነው)።

በመጀመሪያ ደረጃ፣ ፋብሪካው ከአቅራቢው የሚያገኘው ዋፈር (የሲሊኮን ዋፈርአቅራቢዎች) አንድ በአንድ፣ 200 ሚሜ ራዲየስ አላቸው (8-ኢንችፋብሪካ) ወይም 300 ሚሜ (12 ኢንችፋብሪካ)። ከታች ባለው ስእል ላይ እንደሚታየው፣ በእውነቱ ከትልቅ ኬክ ጋር ተመሳሳይ ነው፣ እሱም ንጣፍ ብለን የምንጠራው ነው።

ሆኖም ግን፣ በዚህ መንገድ ማየት ለእኛ ምቹ አይደለም። ከታች ወደ ላይ ተመልክተን የመስቀለኛ ክፍል እይታን እንመለከታለን፣ ይህም የሚከተለው ምስል ይሆናል።

ቀጥሎ፣ የCMOS ሞዴል እንዴት እንደሚታይ እንመልከት። ትክክለኛው ሂደት በሺዎች የሚቆጠሩ ደረጃዎችን የሚፈልግ ስለሆነ፣ እዚህ ላይ ስለ ቀላሉ የ8 ኢንች ዋፈር ዋና ዋና ደረጃዎች እነግራለሁ።

 

 

የጉድጓድ እና የተገላቢጦሽ ንብርብር መስራት፡

ማለትም ጉድጓዱ በአይዮን ተከላ (Ion Implantation) ወደ ንጣፉ ውስጥ የሚተከለው በአይዮን ተከላ (Ion Implantation) ነው፣ ከዚህ በኋላ ኢምፕ ተብሎ ይጠራል። NMOS መስራት ከፈለጉ የP-type ጉድጓዶችን መትከል ያስፈልግዎታል። PMOS ማድረግ ከፈለጉ የN-type ጉድጓዶችን መትከል ያስፈልግዎታል። ለእርስዎ ምቾት ሲባል፣ NMOSን እንደ ምሳሌ እንውሰድ። የአዮን ተከላ ማሽን የP-type ንጥረ ነገሮችን ወደ ንጣፉ ውስጥ በተወሰነ ጥልቀት ይተክላል፣ ከዚያም በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ በማሞቅ እነዚህን አዮኖች ያነቃቃቸዋል እና በዙሪያቸው ያሰራጫሉ። ይህ የጉድጓዱን ምርት ያጠናቅቃል። ምርቱ ከተጠናቀቀ በኋላ የሚመስለው ይህ ነው።

ጉድጓዱን ከሠሩ በኋላ ሌሎች የአዮን ተከላ ደረጃዎች አሉ፣ ዓላማቸውም የቻናል ጅረት መጠንን እና የወሰን ቮልቴጅን መቆጣጠር ነው። ሁሉም ሰው የኢንቨርሲቭ ንብርብር ብሎ ሊጠራው ይችላል። NMOS መስራት ከፈለጉ የኢንቨርሲቭ ንብርብር በP-type ions ተተክሏል፣ እና PMOS ማድረግ ከፈለጉ የኢንቨርሲቭ ንብርብር በN-type ions ተተክሏል። ከተተከለ በኋላ የሚከተለው ሞዴል ነው።

እዚህ ላይ እንደ ጉልበት፣ አንግል፣ የአዮን ክምችት በአዮኖች ተከላ ወቅት ወዘተ ያሉ ብዙ ይዘቶች አሉ፣ እነዚህም በዚህ እትም ውስጥ አይካተቱም፣ እና እነዚህን ነገሮች የምታውቅ ከሆነ፣ የውስጥ ሰው መሆን አለብህ፣ እና እነሱን ለመማር መንገድ ሊኖርህ ይገባል ብዬ አምናለሁ።

 

SiO2 ማምረት:

ሲሊከን ዳይኦክሳይድ (SiO2፣ ከዚህ በኋላ ኦክሳይድ ተብሎ የሚጠራው) በኋላ ላይ ይመረታል። በCMOS የምርት ሂደት ውስጥ ኦክሳይድን ለመስራት ብዙ መንገዶች አሉ። እዚህ፣ SiO2 በበሩ ስር ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና ውፍረቱ በቀጥታ የገደቡን ቮልቴጅ መጠን እና የቻናል ፍሰት መጠንን ይነካል። ስለዚህ፣ አብዛኛዎቹ ፋብሪካዎች ከፍተኛ ጥራት ያለው፣ በጣም ትክክለኛ የሆነ የውፍረት መቆጣጠሪያ እና በዚህ ደረጃ ምርጡን ወጥነት ያለው የእቶን ቱቦ ኦክሳይድ ዘዴን ይመርጣሉ። እንደ እውነቱ ከሆነ፣ በጣም ቀላል ነው፣ ማለትም፣ ኦክስጅን ባለው የእቶን ቱቦ ውስጥ፣ ኦክስጅን እና ሲሊከን በኬሚካል ምላሽ እንዲሰጡ ለማስቻል ከፍተኛ ሙቀት ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም ከታች ባለው ስእል ላይ እንደሚታየው በSi ወለል ላይ ቀጭን የSiO2 ንብርብር ይፈጠራል።

እርግጥ ነው፣ እዚህ ላይ ብዙ ልዩ መረጃዎችም አሉ፣ ለምሳሌ ስንት ዲግሪዎች እንደሚያስፈልጉ፣ ምን ያህል የኦክስጅን ክምችት እንደሚያስፈልግ፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ለምን ያህል ጊዜ እንደሚያስፈልግ፣ ወዘተ። እነዚህ አሁን እያሰብናቸው ያለናቸው አይደሉም፣ በጣም የተወሰኑ ናቸው።

የበር መጨረሻ ፖሊ ምስረታ፡

ግን እስካሁን አላለቀም። SiO2 ከክር ጋር እኩል ነው፣ እና እውነተኛው በር (ፖሊ) ገና አልተጀመረም። ስለዚህ የሚቀጥለው እርምጃችን በSiO2 ላይ የፖሊሲሊኮን ንብርብር መጣል ነው (ፖሊሲሊኮን እንዲሁ ከአንድ የሲሊኮን ንጥረ ነገር የተዋቀረ ነው፣ ነገር ግን የላቲስ አቀማመጡ የተለየ ነው። ንጣፉ ነጠላ ክሪስታል ሲሊከንን የሚጠቀም እና በሩ ፖሊሲሊኮን የሚጠቀምበትን ምክንያት አትጠይቁኝ። ሴሚኮንዳክተር ፊዚክስ የሚባል መጽሐፍ አለ። ስለሱ ማወቅ ይችላሉ። ያሳፍራል።) ፖሊ በCMOS ውስጥም በጣም ወሳኝ አገናኝ ነው፣ ነገር ግን የፖሊው አካል Si ነው፣ እና እንደ ሲኦ2 ማደግ ባሉ Si substrate ቀጥተኛ ምላሽ ሊፈጠር አይችልም። ይህ አፈ ታሪክ ያለው CVD (የኬሚካል ትነት ዲፖዚሽን) ያስፈልገዋል፣ ይህም በቫክዩም ውስጥ በኬሚካላዊ ምላሽ መስጠት እና በዋፈር ላይ የተፈጠረውን ነገር ማቀዝቀዝ ነው። በዚህ ምሳሌ፣ የተፈጠረው ንጥረ ነገር ፖሊሲሊኮን ነው፣ ከዚያም በዋፈር ላይ ይጣላል (እዚህ ላይ ፖሊ በምድጃ ቱቦ ውስጥ በሲቪዲ እንደሚፈጠር መናገር አለብኝ፣ ስለዚህ የፖሊው ትውልድ በንጹህ ሲቪዲ ማሽን አይከናወንም)።

ነገር ግን በዚህ ዘዴ የተፈጠረው ፖሊሲሊከን በጠቅላላው ዋፈር ላይ ይጣላል፣ እና ከዝናብ በኋላ እንደዚህ ይመስላል።

 

የፖሊ እና የSiO2 መጋለጥ፡

በዚህ ደረጃ፣ የምንፈልገው ቀጥ ያለ መዋቅር በትክክል ተፈጥሯል፣ ከላይ ፖሊ፣ ከታች SiO2 እና ከታች ያለው ንጣፉ አለ። አሁን ግን ሙሉው ዋፈር እንደዚህ ነው፣ እና "የቧንቧ" መዋቅር ለመሆን የተወሰነ ቦታ ብቻ ነው የሚያስፈልገን። ስለዚህ በጠቅላላው ሂደት ውስጥ በጣም ወሳኝ ደረጃ አለ - መጋለጥ።
በመጀመሪያ በዋፈር ወለል ላይ የፎቶሪስቴስት ንብርብር እናሰራጫለን፣ እና እንደዚህ ይሆናል።

ከዚያም የተገለጸውን ጭምብል (የወረዳው ንድፍ በጭምብሉ ላይ ተገልጿል) በላዩ ላይ ያድርጉት፣ እና በመጨረሻም በተወሰነ የሞገድ ርዝመት ብርሃን ያብሩት። የፎቶ ተከላካይ በጨረር አካባቢ ውስጥ ይነቃቃል። ጭምብሉ የታገደው ቦታ በብርሃን ምንጭ ስለማይበራ፣ ይህ የፎቶ ተከላካይ ክፍል አይነቃም።

የተነቃው የፎቶሪስቴስት በተለይ በተወሰነ የኬሚካል ፈሳሽ መታጠብ ቀላል ስለሆነ፣ ያልተነቃው የፎቶሪስቴስት ሊታጠብ ስለማይችል፣ ከጨረር በኋላ የተነቃውን የፎቶሪስቴስት ለማጠብ የተወሰነ ፈሳሽ ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና በመጨረሻም እንደዚህ ይሆናል፣ ፖሊ እና ሲኦ2 መቀመጥ ያለባቸውን የፎቶሪስቴስት ይተዋል፣ እና ፎቶሪስቴቱን መያዝ በማይፈልግበት ቦታ ያስወግደዋል።