Podes entendelo mesmo se nunca estudaches física ou matemáticas, pero é un pouco sinxelo e axeitado para principiantes. Se queres saber máis sobre CMOS, tes que ler o contido deste número, porque só despois de comprender o fluxo do proceso (é dicir, o proceso de produción do díodo) podes continuar comprendendo o seguinte contido. Despois, neste número, aprenderemos como se produce este CMOS na empresa de fundición (tomando como exemplo o proceso non avanzado, o CMOS do proceso avanzado é diferente na súa estrutura e principio de produción).
En primeiro lugar, debes saber que as obleas que a fundición obtén do provedor (oblea de silicioprovedor) son un por un, cun radio de 200 mm (8 polgadasfábrica) ou 300 mm (12 polgadasfábrica). Como se mostra na figura seguinte, en realidade é semellante a un bolo grande, ao que chamamos substrato.
Non obstante, non é conveniente para nós velo deste xeito. Miramos de abaixo cara arriba e observamos a vista da sección transversal, que se converte na seguinte figura.
A continuación, vexamos como se presenta o modelo CMOS. Dado que o proceso real require miles de pasos, falarei aquí dos pasos principais da oblea de 8 polgadas máis sinxela.
Facendo o pozo e a capa de inversión:
É dicir, o pozo implántase no substrato mediante implantación de ións (implantación de ións, en diante denominada imp). Se queres fabricar NMOS, necesitas implantar pozos de tipo P. Se queres fabricar PMOS, necesitas implantar pozos de tipo N. Para a túa comodidade, tomemos como exemplo o NMOS. A máquina de implantación de ións implanta os elementos de tipo P que se van implantar no substrato a unha profundidade específica e, a continuación, quéntaos a alta temperatura no tubo do forno para activar estes ións e difundilos. Isto completa a produción do pozo. Así é como se ve unha vez finalizada a produción.
Despois de facer o pozo, hai outros pasos de implantación de ións, cuxo propósito é controlar o tamaño da corrente do canal e a tensión limiar. Todo o mundo pode chamalo capa de inversión. Se queres facer NMOS, a capa de inversión implántase con ións de tipo P e, se queres facer PMOS, a capa de inversión implántase con ións de tipo N. Despois da implantación, é o seguinte modelo.
Hai moitos contidos aquí, como a enerxía, o ángulo, a concentración de ións durante a implantación de ións, etc., que non están incluídos neste número, e creo que se sabes esas cousas, debes ser un experto e debes ter unha forma de aprendelas.
Fabricación de SiO2:
O dióxido de silicio (SiO2, en diante denominado óxido) fabricarase máis adiante. No proceso de produción de CMOS, hai moitas maneiras de fabricar óxido. Aquí, o SiO2 úsase debaixo da porta e o seu grosor afecta directamente o tamaño da tensión limiar e o tamaño da corrente do canal. Polo tanto, a maioría das fundicións escollen o método de oxidación do tubo de forno coa maior calidade, o control de grosor máis preciso e a mellor uniformidade neste paso. De feito, é moi sinxelo, é dicir, nun tubo de forno con osíxeno, úsase unha alta temperatura para permitir que o osíxeno e o silicio reaccionen quimicamente para xerar SiO2. Deste xeito, xérase unha fina capa de SiO2 na superficie do Si, como se mostra na figura seguinte.
Por suposto, tamén hai moita información específica aquí, como cantos graos se necesitan, canta concentración de osíxeno se necesita, canto tempo se necesita a alta temperatura, etc. Isto non é o que estamos a considerar agora, son demasiado específicos.
Formación do poli do extremo da porta:
Pero aínda non rematou. O SiO2 é simplemente equivalente a un fío, e a porta real (Poly) aínda non comezou. Entón, o noso seguinte paso é colocar unha capa de polisilicio sobre o SiO2 (o polisilicio tamén está composto dun único elemento de silicio, pero a disposición da rede é diferente. Non me preguntes por que o substrato usa silicio monocristalino e a porta usa polisilicio. Hai un libro chamado Semiconductor Physics. Podes aprender sobre iso. É vergoñoso~). O poli tamén é unha ligazón moi crítica en CMOS, pero o compoñente do poli é o Si, e non se pode xerar por reacción directa co substrato de Si como o crecemento de SiO2. Isto require a lendaria CVD (Deposición Química de Vapor), que consiste en reaccionar quimicamente no baleiro e precipitar o obxecto xerado na oblea. Neste exemplo, a substancia xerada é polisilicio e logo precipita na oblea (aquí teño que dicir que o poli xérase nun tubo de forno mediante CVD, polo que a xeración de poli non se realiza mediante unha máquina CVD pura).
Pero o polisilicio formado por este método precipitarase en toda a oblea, e terá este aspecto despois da precipitación.
Exposición de polietileno e SiO2:
Neste paso, a estrutura vertical que desexamos xa está formada, con poli na parte superior, SiO2 na parte inferior e o substrato na parte inferior. Pero agora toda a oblea está así e só precisamos unha posición específica para que sexa a estrutura da "billa". Polo tanto, existe o paso máis crítico de todo o proceso: a exposición.
Primeiro estendemos unha capa de fotorresina sobre a superficie da oblea, e queda así.
Despois, colócase a máscara definida (o patrón do circuíto xa está definido na máscara) e, finalmente, irrádiase con luz dunha lonxitude de onda específica. A fotorresina activarase na área irradiada. Dado que a área bloqueada pola máscara non está iluminada pola fonte de luz, esta peza de fotorresina non se activa.
Dado que a fotorresina activada é particularmente doada de eliminar cun líquido químico específico, mentres que a fotorresina inactivada non se pode eliminar, despois da irradiación, úsase un líquido específico para eliminar a fotorresina activada e, finalmente, queda así, deixando a fotorresina onde é necesario reter o polietileno e o silicio (SiO2) e retirándose a fotorresina onde non é necesario reter.
Data de publicación: 23 de agosto de 2024