Pudete capiscelu ancu s'è vo ùn avete mai studiatu fisica o matematica, ma hè un pocu troppu simplice è adattatu per i principianti. Sè vo vulete sapè di più nantu à u CMOS, duvete leghje u cuntenutu di stu numeru, perchè solu dopu avè capitu u flussu di u prucessu (vale à dì, u prucessu di pruduzzione di u diodu) pudete cuntinuà à capisce u cuntenutu seguente. Dopu, ampareremu cumu stu CMOS hè pruduttu in a fonderia in questu numeru (pigliendu cum'è esempiu u prucessu micca avanzatu, u CMOS di u prucessu avanzatu hè diversu in a struttura è u principiu di pruduzzione).
Prima di tuttu, duvete sapè chì e cialde chì a fonderia riceve da u fornitore (cialda di siliciufurnitore) sò unu per unu, cù un raghju di 200 mm (8 pollicifabbrica) o 300 mm (12 pollicifabbrica). Cum'è mostratu in a figura sottu, hè in realtà simile à una grande torta, chì chjamemu substratu.
Tuttavia, ùn hè micca cunveniente per noi di fighjà lu cusì. Fighjemu da u fondu in sù è fighjemu a vista in sezione trasversale, chì diventa a figura seguente.
Dopu, videmu cumu appare u mudellu CMOS. Siccomu u prucessu attuale richiede migliaia di passi, parleraghju quì di i passi principali di a più simplice cialda di 8 pollici.
Fà u pozzu è u stratu d'inversione:
Vale à dì, u pozzu hè impiantatu in u sustratu per impiantazione ionica (Impiantazione Ionica, in seguitu chjamata imp). Sè vo vulete fà NMOS, avete bisognu d'impiantà pozzi di tipu P. Sè vo vulete fà PMOS, avete bisognu d'impiantà pozzi di tipu N. Per a vostra cunvenienza, pigliemu NMOS cum'è esempiu. A macchina d'impiantazione ionica impianta l'elementi di tipu P da impiantà in u sustratu à una prufundità specifica, è dopu li riscalda à alta temperatura in u tubu di u fornu per attivà questi ioni è diffonderli intornu. Questu cumpleta a pruduzzione di u pozzu. Eccu cumu si prisenta dopu chì a pruduzzione hè cumpletata.
Dopu avè fattu u pozzu, ci sò altre tappe d'impiantu ionicu, u scopu di e quali hè di cuntrullà a dimensione di a corrente di u canale è a tensione di soglia. Tutti ponu chjamallu u stratu d'inversione. Sè vo vulete fà NMOS, u stratu d'inversione hè impiantatu cù ioni di tipu P, è sè vo vulete fà PMOS, u stratu d'inversione hè impiantatu cù ioni di tipu N. Dopu l'impiantu, hè u mudellu seguente.
Ci sò parechji cuntenuti quì, cum'è l'energia, l'angulu, a cuncentrazione di ioni durante l'impiantu ionicu, ecc., chì ùn sò micca inclusi in questu numeru, è credu chì sè sapete quelle cose, duvete esse un insider, è duvete avè un modu per amparà li.
Pruduzzione di SiO2:
U diossidu di siliciu (SiO2, quì sottu chjamatu ossidu) serà pruduttu più tardi. In u prucessu di pruduzzione CMOS, ci sò parechji modi per fà l'ossidu. Quì, SiO2 hè adupratu sottu à a porta, è u so spessore affetta direttamente a dimensione di a tensione di soglia è a dimensione di a corrente di u canale. Dunque, a maiò parte di e fonderie sceglienu u metudu di ossidazione di u tubu di fornu cù a più alta qualità, u cuntrollu di spessore più precisu è a megliu uniformità in questu passu. In fatti, hè assai simplice, vale à dì, in un tubu di fornu cù ossigenu, si usa una temperatura elevata per permette à l'ossigenu è u siliciu di reagisce chimicamente per generà SiO2. In questu modu, un stratu finu di SiO2 hè generatu nantu à a superficia di Si, cum'è mostratu in a figura sottu.
Benintesa, ci sò ancu assai informazioni specifiche quì, cum'è quanti gradi sò necessarii, quanta cuncentrazione d'ossigenu hè necessaria, per quantu tempu hè necessaria l'alta temperatura, ecc. Quessi ùn sò micca ciò chì cunsideremu avà, quelli sò troppu specifici.
Furmazione di a fine di a porta Poly:
Ma ùn hè ancu finitu. SiO2 hè solu equivalente à un filu, è a vera porta (Poly) ùn hè ancu principiata. Dunque, u nostru prossimu passu hè di mette un stratu di polisilicio nantu à SiO2 (u polisilicio hè ancu cumpostu da un unicu elementu di siliciu, ma a disposizione di u reticolo hè diversa. Ùn mi dumandate micca perchè u sustratu usa siliciu monocristallinu è a porta usa polisilicio. Ci hè un libru chjamatu Semiconductor Physics. Pudete amparà di più. Hè imbarazzante~). Poly hè ancu un ligame assai criticu in CMOS, ma u cumpunente di poly hè Si, è ùn pò esse generatu da una reazione diretta cù u sustratu Si cum'è a crescita di SiO2. Questu richiede u legendariu CVD (Chemical Vapor Deposition), chì hè di reagisce chimicamente in un vacuum è precipità l'ughjettu generatu nantu à u wafer. In questu esempiu, a sustanza generata hè polisilicio, è poi precipitata nantu à u wafer (quì devu dì chì u poly hè generatu in un tubu di fornu da CVD, dunque a generazione di poly ùn hè micca fatta da una macchina CVD pura).
Ma u polisiliciu furmatu da questu metudu serà precipitatu nantu à tutta a cialda, è pare cusì dopu a precipitazione.
Esposizione di Poly è SiO2:
À questu passu, a struttura verticale chì vulemu hè stata furmata, cù u poli in cima, u SiO2 in fondu, è u sustratu in fondu. Ma avà tutta a cialda hè cusì, è ci vole solu una pusizione specifica per esse a struttura di u "rubinettu". Dunque, ci hè u passu u più criticu in tuttu u prucessu - l'esposizione.
Prima sparghjemu un stratu di fotoresist nantu à a superficia di a cialda, è diventa cusì.
Dopu, mette a maschera definita (u schema di circuitu hè statu definitu nantu à a maschera) sopra, è infine irradiatela cù luce di una lunghezza d'onda specifica. A fotoresist serà attivata in a zona irradiata. Siccomu a zona bluccata da a maschera ùn hè micca illuminata da a fonte di luce, questu pezzu di fotoresist ùn hè micca attivatu.
Siccomu a fotoresist attivata hè particularmente faciule da esse lavata da un liquidu chimicu specificu, mentre chì a fotoresist inattivata ùn pò esse lavata, dopu l'irradiazione, un liquidu specificu hè adupratu per lavà a fotoresist attivata, è infine diventa cusì, lascendu a fotoresist induve Poly è SiO2 devenu esse ritenuti, è eliminendu a fotoresist induve ùn hà micca bisognu di esse ritenuta.
Data di publicazione: 23 d'aostu 2024