Gallwch ei ddeall hyd yn oed os nad ydych erioed wedi astudio ffiseg na mathemateg, ond mae ychydig yn rhy syml ac yn addas i ddechreuwyr. Os ydych chi eisiau gwybod mwy am CMOS, mae'n rhaid i chi ddarllen cynnwys y rhifyn hwn, oherwydd dim ond ar ôl deall llif y broses (hynny yw, proses gynhyrchu'r deuod) y gallwch chi barhau i ddeall y cynnwys canlynol. Yna gadewch i ni ddysgu am sut mae'r CMOS hwn yn cael ei gynhyrchu yn y cwmni ffowndri yn y rhifyn hwn (gan gymryd proses nad yw'n uwch fel enghraifft, mae CMOS proses uwch yn wahanol o ran strwythur ac egwyddor gynhyrchu).
Yn gyntaf oll, rhaid i chi wybod bod y wafferi y mae'r ffowndri yn eu cael gan y cyflenwr (wafer siliconcyflenwr) un wrth un, gyda radiws o 200mm (8 modfeddffatri) neu 300mm (12 modfeddffatri). Fel y dangosir yn y ffigur isod, mae'n debyg mewn gwirionedd i gacen fawr, yr ydym yn ei galw'n swbstrad.
Fodd bynnag, nid yw'n gyfleus i ni edrych arno fel hyn. Rydym yn edrych o'r gwaelod i fyny ac yn edrych ar y golygfa drawsdoriadol, sy'n dod yn ffigur canlynol.
Nesaf, gadewch i ni weld sut mae'r model CMOS yn ymddangos. Gan fod y broses wirioneddol yn gofyn am filoedd o gamau, byddaf yn siarad am brif gamau'r wafer 8 modfedd symlaf yma.
Gwneud Ffynnon a Haen Gwrthdro:
Hynny yw, mae'r ffynnon yn cael ei mewnblannu i'r swbstrad trwy fewnblannu ïonau (Mewnblannu Ionau, y cyfeirir ato o hyn ymlaen fel imp). Os ydych chi am wneud NMOS, mae angen i chi fewnblannu ffynhonnau math-P. Os ydych chi am wneud PMOS, mae angen i chi fewnblannu ffynhonnau math-N. Er hwylustod i chi, gadewch i ni gymryd NMOS fel enghraifft. Mae'r peiriant mewnblannu ïonau yn mewnblannu'r elfennau math-P i'w mewnblannu i'r swbstrad i ddyfnder penodol, ac yna'n eu cynhesu ar dymheredd uchel yn nhiwb y ffwrnais i actifadu'r ïonau hyn a'u gwasgaru o gwmpas. Mae hyn yn cwblhau cynhyrchu'r ffynnon. Dyma sut olwg sydd arno ar ôl i'r cynhyrchiad gael ei gwblhau.
Ar ôl gwneud y ffynnon, mae camau mewnblannu ïonau eraill, a'u pwrpas yw rheoli maint cerrynt y sianel a'r foltedd trothwy. Gall pawb ei alw'n haen gwrthdroad. Os ydych chi am wneud NMOS, mae'r haen wrthdroad yn cael ei mewnblannu ag ïonau math-P, ac os ydych chi am wneud PMOS, mae'r haen wrthdroad yn cael ei mewnblannu ag ïonau math-N. Ar ôl mewnblannu, dyma'r model canlynol.
Mae yna lawer o gynnwys yma, fel yr egni, yr ongl, crynodiad ïonau yn ystod mewnblannu ïonau, ac ati, nad ydynt wedi'u cynnwys yn y rhifyn hwn, ac rwy'n credu, os ydych chi'n gwybod y pethau hynny, mae'n rhaid eich bod chi'n arbenigwr, a bod gennych chi ffordd i'w dysgu.
Gwneud SiO2:
Bydd silicon deuocsid (SiO2, y cyfeirir ato o hyn ymlaen fel ocsid) yn cael ei wneud yn ddiweddarach. Yn y broses gynhyrchu CMOS, mae yna lawer o ffyrdd i wneud ocsid. Yma, defnyddir SiO2 o dan y giât, ac mae ei drwch yn effeithio'n uniongyrchol ar faint y foltedd trothwy a maint y cerrynt sianel. Felly, mae'r rhan fwyaf o ffowndrïau'n dewis y dull ocsideiddio tiwb ffwrnais gyda'r ansawdd uchaf, y rheolaeth trwch mwyaf manwl gywir, a'r unffurfiaeth orau yn y cam hwn. Mewn gwirionedd, mae'n syml iawn, hynny yw, mewn tiwb ffwrnais gydag ocsigen, defnyddir tymheredd uchel i ganiatáu i ocsigen a silicon adweithio'n gemegol i gynhyrchu SiO2. Yn y modd hwn, cynhyrchir haen denau o SiO2 ar wyneb Si, fel y dangosir yn y ffigur isod.
Wrth gwrs, mae yna lawer o wybodaeth benodol yma hefyd, fel faint o raddau sydd eu hangen, faint o grynodiad o ocsigen sydd ei angen, am ba hyd mae'r tymheredd uchel sydd ei angen, ac ati. Nid dyma'r hyn yr ydym yn ei ystyried nawr, mae'r rheini'n rhy benodol.
Ffurfiant Poly pen giât:
Ond nid yw drosodd eto. Mae SiO2 yn cyfateb i edau yn unig, ac nid yw'r giât go iawn (Poly) wedi dechrau eto. Felly ein cam nesaf yw gosod haen o polysilicon ar SiO2 (mae polysilicon hefyd yn cynnwys un elfen silicon, ond mae'r trefniant dellt yn wahanol. Peidiwch â gofyn i mi pam mae'r swbstrad yn defnyddio silicon grisial sengl a'r giât yn defnyddio polysilicon. Mae llyfr o'r enw Semiconductor Physics. Gallwch ddysgu amdano. Mae'n embaras~). Mae poly hefyd yn gyswllt hanfodol iawn yn CMOS, ond cydran poly yw Si, ac ni ellir ei gynhyrchu trwy adwaith uniongyrchol â swbstrad Si fel tyfu SiO2. Mae hyn yn gofyn am y CVD (Chemical Vapor Deposition) chwedlonol, sef adweithio'n gemegol mewn gwactod a gwaddodi'r gwrthrych a gynhyrchir ar y wafer. Yn yr enghraifft hon, y sylwedd a gynhyrchir yw polysilicon, ac yna'n cael ei waddodi ar y wafer (yma mae'n rhaid i mi ddweud bod poly yn cael ei gynhyrchu mewn tiwb ffwrnais gan CVD, felly nid yw cynhyrchu poly yn cael ei wneud gan beiriant CVD pur).
Ond bydd y polysilicon a ffurfir gan y dull hwn yn cael ei waddodi ar y wafer gyfan, ac mae'n edrych fel hyn ar ôl gwaddod.
Amlygiad Poly a SiO2:
Yn y cam hwn, mae'r strwythur fertigol rydyn ni ei eisiau wedi'i ffurfio mewn gwirionedd, gyda poly ar y brig, SiO2 ar y gwaelod, a'r swbstrad ar y gwaelod. Ond nawr mae'r wafer gyfan fel hyn, a dim ond safle penodol sydd ei angen arnom i fod yn strwythur "faucet". Felly mae'r cam pwysicaf yn y broses gyfan - amlygiad.
Yn gyntaf, rydym yn taenu haen o ffotowrthseist ar wyneb y wafer, ac mae'n dod fel hyn.
Yna rhowch y mwgwd diffiniedig (mae patrwm y gylched wedi'i ddiffinio ar y mwgwd) arno, ac yn olaf, arbelydru â golau o donfedd benodol. Bydd y ffotowrthwyneb yn cael ei actifadu yn yr ardal sydd wedi'i harbelydru. Gan nad yw'r ardal sydd wedi'i rhwystro gan y mwgwd wedi'i goleuo gan y ffynhonnell golau, nid yw'r darn hwn o ffotowrthwyneb yn cael ei actifadu.
Gan fod y ffotowrthiant wedi'i actifadu yn arbennig o hawdd i'w olchi i ffwrdd gan hylif cemegol penodol, tra na ellir golchi'r ffotowrthiant heb ei actifadu i ffwrdd, ar ôl arbelydru, defnyddir hylif penodol i olchi'r ffotowrthiant wedi'i actifadu i ffwrdd, ac yn y pen draw mae'n dod fel hyn, gan adael y ffotowrthiant lle mae angen cadw Poly a SiO2, a thynnu'r ffotowrthiant i ffwrdd lle nad oes angen ei gadw.
Amser postio: Awst-23-2024