Jo kinne it begripe sels as jo noch noait natuerkunde of wiskunde studearre hawwe, mar it is wat te ienfâldich en geskikt foar begjinners. As jo mear witte wolle oer CMOS, moatte jo de ynhâld fan dizze útjefte lêze, want pas nei it begripen fan 'e prosesstream (dat is it produksjeproses fan 'e diode) kinne jo de folgjende ynhâld fierder begripe. Litte wy dan yn dizze útjefte leare oer hoe't dizze CMOS produsearre wurdt yn it jitterijbedriuw (nimmend net-avansearre prosessen as foarbyld, de CMOS fan avansearre prosessen is oars yn struktuer en produksjeprinsipe).
Earst fan alles moatte jo witte dat de wafers dy't de gieterij fan 'e leveransier krijt (silisiumwaferleveransier) binne ien foar ien, mei in radius fan 200 mm (8-inchfabryk) of 300mm (12-inchfabryk). Lykas te sjen is yn 'e ûndersteande ôfbylding, is it eins fergelykber mei in grutte koek, dy't wy in substraat neame.
It is lykwols net handich foar ús om it sa te besjen. Wy sjogge fan ûnderen nei boppen en sjogge nei de dwerssnit, dy't de folgjende figuer wurdt.
Folgjende, lit ús sjen hoe't it CMOS-model derút sjocht. Om't it eigentlike proses tûzenen stappen fereasket, sil ik hjir prate oer de wichtichste stappen fan 'e ienfâldichste 8-inch wafer.
Meitsjen fan in put en inversjelaach:
Dat wol sizze, de put wurdt yn it substraat ymplantearre troch ionymplantaasje (Ionymplantaasje, hjirnei oantsjutten as imp). As jo NMOS meitsje wolle, moatte jo P-type putten ymplantearje. As jo PMOS meitsje wolle, moatte jo N-type putten ymplantearje. Litte wy foar jo gemak NMOS as foarbyld nimme. De ionymplantaasjemasine ymplantearret de P-type eleminten dy't yn it substraat ymplantearre wurde moatte oant in spesifike djipte, en ferwaarme se dan op hege temperatuer yn 'e ovenbuis om dizze ioanen te aktivearjen en te fersprieden. Dit foltôget de produksje fan 'e put. Sa sjocht it derút nei't de produksje foltôge is.
Nei it meitsjen fan 'e put binne der oare stappen foar ionenimplantaasje, waans doel is om de grutte fan 'e kanaalstroom en drompelspanning te kontrolearjen. Elkenien kin it de ynverzjelaach neame. As jo NMOS meitsje wolle, wurdt de ynverzjelaach ymplantearre mei P-type ioanen, en as jo PMOS meitsje wolle, wurdt de ynverzjelaach ymplantearre mei N-type ioanen. Nei ymplantaasje is it it folgjende model.
Der is hjir in soad ynhâld, lykas de enerzjy, hoeke, ionkonsintraasje tidens ionymplantaasje, ensfh., dy't net yn dizze útjefte opnommen binne, en ik leau dat as jo dy dingen witte, jo in insider moatte wêze, en jo moatte in manier hawwe om se te learen.
SiO2 meitsje:
Silisiumdiokside (SiO2, hjirnei oantsjutten as okside) sil letter makke wurde. Yn it CMOS-produksjeproses binne d'r in protte manieren om okside te meitsjen. Hjir wurdt SiO2 brûkt ûnder de poarte, en de dikte dêrfan beynfloedet direkt de grutte fan 'e drompelspanning en de grutte fan' e kanaalstroom. Dêrom kieze de measte jitterijen de oksidaasjemetoade fan 'e ovenbuis mei de heechste kwaliteit, de meast krekte diktekontrôle en de bêste uniformiteit yn dizze stap. Eins is it heul ienfâldich, dat wol sizze, yn in ovenbuis mei soerstof wurdt hege temperatuer brûkt om soerstof en silisium gemysk te reagearjen om SiO2 te generearjen. Op dizze manier wurdt in tinne laach SiO2 generearre op it oerflak fan Si, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande ôfbylding.
Fansels is hjir ek in soad spesifike ynformaasje, lykas hoefolle graden nedich binne, hoefolle konsintraasje soerstof nedich is, hoe lang de hege temperatuer nedich is, ensfh. Dit binne net wat wy no beskôgje, dy binne te spesifyk.
Formaasje fan poarte-ein Poly:
Mar it is noch net foarby. SiO2 is gewoan lykweardich oan in tried, en de echte poarte (Poly) is noch net begûn. Dus ús folgjende stap is om in laach polysilicium op SiO2 te lizzen (polysilicium bestiet ek út ien silisiumelemint, mar de roasterrangskikking is oars. Freegje my net wêrom't it substraat ienkristal silisium brûkt en de poarte polysilicium. D'r is in boek mei de namme Semiconductor Physics. Jo kinne der mear oer leare. It is ferlegen~). Poly is ek in heul krityske skeakel yn CMOS, mar de komponint fan poly is Si, en it kin net generearre wurde troch direkte reaksje mei Si-substraat lykas it groeien fan SiO2. Dit fereasket de legindaryske CVD (Chemical Vapor Deposition), dy't gemysk reagearret yn in fakuüm en it generearre objekt op 'e wafer delslach. Yn dit foarbyld is de generearre stof polysilicium, en dan delslach op 'e wafer (hjir moat ik sizze dat poly yn in ovenbuis generearre wurdt troch CVD, dus de generaasje fan poly wurdt net dien troch in suvere CVD-masine).
Mar it polysilicium dat troch dizze metoade foarme wurdt, sil op 'e heule wafer delslach wurde, en it sjocht der sa út nei delslach.
Bleatstelling fan Poly en SiO2:
Yn dizze stap is de fertikale struktuer dy't wy wolle eins foarme, mei poly oan 'e boppekant, SiO2 oan 'e ûnderkant, en it substraat oan 'e ûnderkant. Mar no is de hiele wafer sa, en wy hawwe allinich in spesifike posysje nedich om de "kraan"-struktuer te wêzen. Dat d'r is de meast krityske stap yn it heule proses - bleatstelling.
Wy ferspriede earst in laach fotoresist op it oerflak fan 'e wafer, en it wurdt sa.
Set dan it definieare masker (it sirkwypatroan is op it masker definieare) derop, en bestraal it úteinlik mei ljocht fan in spesifike golflingte. De fotoresist sil aktivearre wurde yn it bestraalde gebiet. Omdat it gebiet dat troch it masker blokkearre wurdt net ferljochte wurdt troch de ljochtboarne, wurdt dit stik fotoresist net aktivearre.
Omdat de aktivearre fotoresist benammen maklik fuortwosken wurde kin troch in spesifike gemyske floeistof, wylst de net-aktivearre fotoresist net fuortwosken wurde kin, wurdt nei bestraling in spesifike floeistof brûkt om de aktivearre fotoresist fuort te waskjen, en úteinlik wurdt it sa, wêrtroch't de fotoresist oerbliuwt dêr't Poly en SiO2 bewarre wurde moatte, en de fotoresist fuorthelle wurdt dêr't it net bewarre hoecht te wurden.
Pleatsingstiid: 23 augustus 2024