Heç vaxt fizika və ya riyaziyyat öyrənməmisinizsə belə, bunu başa düşə bilərsiniz, amma bu, bir az çox sadədir və yeni başlayanlar üçün uyğundur. CMOS haqqında daha çox bilmək istəyirsinizsə, bu sayının məzmununu oxumalısınız, çünki yalnız proses axınını (yəni diodun istehsal prosesini) başa düşdükdən sonra aşağıdakı məzmunu başa düşməyə davam edə bilərsiniz. Sonra gəlin bu sayıda tökmə şirkətində bu CMOS-un necə istehsal olunduğunu öyrənək (qeyri-inkişaf etmiş prosesi nümunə götürsək, inkişaf etmiş prosesin CMOS-u struktur və istehsal prinsipi baxımından fərqlidir).
Əvvəla, bilməlisiniz ki, tökmə zavodunun təchizatçıdan aldığı lövhələr (silikon lövhətəchizatçı) 200 mm radiusla bir-birdir (8 düymlükzavod) və ya 300 mm (12 düymlükzavod). Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, əslində substrat adlandırdığımız böyük bir torta bənzəyir.
Lakin, buna bu cür baxmaq bizim üçün əlverişli deyil. Aşağıdan yuxarıya baxırıq və aşağıdakı fiquru alan en kəsik görünüşünə baxırıq.
Növbəti olaraq, CMOS modelinin necə göründüyünə baxaq. Əsl proses minlərlə addım tələb etdiyindən, burada ən sadə 8 düymlük lövhənin əsas addımları haqqında danışacağam.
Quyu və İnversiya Təbəqəsinin Qurulması:
Yəni, quyu substrata ion implantasiyası (İon İmplantasiyası, bundan sonra imp adlanacaq) yolu ilə implantasiya olunur. NMOS hazırlamaq istəyirsinizsə, P tipli quyular implantasiya etməlisiniz. PMOS etmək istəyirsinizsə, N tipli quyular implantasiya etməlisiniz. Rahatlığınız üçün NMOS-u nümunə götürək. İon implantasiya maşını substrata implantasiya ediləcək P tipli elementləri müəyyən bir dərinliyə implantasiya edir və sonra bu ionları aktivləşdirmək və ətrafa yaymaq üçün onları soba borusunda yüksək temperaturda qızdırır. Bu, quyunun istehsalını tamamlayır. İstehsal başa çatdıqdan sonra belə görünür.
Quyu hazırlandıqdan sonra, məqsədi kanal cərəyanının və eşik gərginliyinin ölçüsünü idarə etmək olan digər ion implantasiya mərhələləri də var. Hər kəs bunu inversiya təbəqəsi adlandıra bilər. NMOS etmək istəyirsinizsə, inversiya təbəqəsinə P tipli ionlar, PMOS etmək istəyirsinizsə, inversiya təbəqəsinə isə N tipli ionlar implantasiya edilir. İmplantasiyadan sonra aşağıdakı modeldir.
Burada enerji, bucaq, ion implantasiyası zamanı ion konsentrasiyası və s. kimi bir çox məzmun var ki, bunlar bu sayda yer almayıb və inanıram ki, əgər siz bunları bilirsinizsə, deməli, siz daxili mütəxəssissiniz və onları öyrənmək üçün bir yolunuz olmalıdır.
SiO2-nin hazırlanması:
Silisium dioksid (SiO2, bundan sonra oksid adlanacaq) daha sonra istehsal olunacaq. CMOS istehsal prosesində oksid hazırlamağın bir çox yolu var. Burada SiO2 qapının altında istifadə olunur və onun qalınlığı birbaşa eşik gərginliyinin ölçüsünə və kanal cərəyanının ölçüsünə təsir göstərir. Buna görə də, əksər tökmə zavodları bu mərhələdə ən yüksək keyfiyyətə, ən dəqiq qalınlığa nəzarətə və ən yaxşı vahidliyə malik soba borusunun oksidləşmə üsulunu seçirlər. Əslində, bu çox sadədir, yəni oksigenli soba borusunda oksigen və silisiumun kimyəvi reaksiyaya girərək SiO2 əmələ gətirməsinə imkan vermək üçün yüksək temperaturdan istifadə olunur. Bu şəkildə, aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, Si səthində nazik bir SiO2 təbəqəsi əmələ gəlir.
Əlbəttə ki, burada neçə dərəcəyə ehtiyac olduğu, nə qədər oksigen konsentrasiyasına ehtiyac olduğu, yüksək temperaturun nə qədər davam etməsi və s. kimi bir çox spesifik məlumat da var. Bunlar indi nəzərdən keçirdiyimiz şeylər deyil, çox spesifikdir.
Qapı ucunun Polimerinin əmələ gəlməsi:
Amma hələ bitməyib. SiO2 sadəcə bir sapla bərabərdir və əsl qapı (Poly) hələ başlamayıb. Beləliklə, növbəti addımımız SiO2 üzərinə polisilikon təbəqəsi qoymaqdır (polisilikon da tək bir silikon elementindən ibarətdir, lakin qəfəs düzülüşü fərqlidir. Məndən niyə substrat tək kristal silikondan, qapı isə polisilikondan istifadə etdiyini soruşmayın. "Yarımkeçiricilər Fizikası" adlı bir kitab var. Bu barədə məlumat əldə edə bilərsiniz. Bu, utandırıcıdır~). Poli də CMOS-da çox vacib bir halqadır, lakin polinin komponenti Si-dir və SiO2 yetişdirilməsi kimi Si substratı ilə birbaşa reaksiya ilə əmələ gələ bilməz. Bunun üçün əfsanəvi CVD (Kimyəvi Buxar Çökməsi) tələb olunur ki, bu da vakuumda kimyəvi reaksiyaya girib yaranan obyekti lövhə üzərində çökdürməkdir. Bu nümunədə yaranan maddə polisilikondur və sonra lövhə üzərində çökdürülür (burada deməliyəm ki, poli soba borusunda CVD tərəfindən əmələ gəlir, buna görə də polinin əmələ gəlməsi təmiz CVD maşını tərəfindən həyata keçirilmir).
Lakin bu üsulla əmələ gələn polisilikon bütün lövhə üzərində çökəcək və çöküntüdən sonra belə görünür.
Poli və SiO2-nin təsiri:
Bu mərhələdə istədiyimiz şaquli struktur əslində formalaşmışdır, yuxarıda polimer, aşağıda SiO2 və aşağıda substrat var. Lakin indi bütün lövhə belədir və "kran" strukturu olmaq üçün yalnız müəyyən bir mövqeyə ehtiyacımız var. Beləliklə, bütün prosesdə ən vacib mərhələ var - məruz qalma.
Əvvəlcə lövhənin səthinə fotorezist təbəqəsi çəkirik və bu belə olur.
Daha sonra müəyyən edilmiş maskanı (dövrənin naxışı maska üzərində müəyyən edilib) üzərinə qoyun və sonda müəyyən bir dalğa uzunluğunda işıqla şüalandırın. Fotorezist şüalanan ərazidə aktivləşəcək. Maskanın blokladığı sahə işıq mənbəyi ilə işıqlandırılmadığı üçün bu fotorezist parçası aktivləşmir.
Aktivləşdirilmiş fotorezistin müəyyən bir kimyəvi maye ilə yuyulması xüsusilə asan olduğundan, aktivləşdirilməmiş fotorezistin yuyula bilmədiyindən, şüalanmadan sonra aktivləşdirilmiş fotorezisti yumaq üçün müəyyən bir maye istifadə olunur və nəhayət, fotorezist Poly və SiO2-nin saxlanılması lazım olan yerdə qalır və fotorezistin saxlanılmasına ehtiyac olmayan yerdən çıxarılır.
Yazı vaxtı: 23 Avqust 2024