Možete ga razumjeti čak i ako nikada niste učili fiziku ili matematiku, ali je malo prejednostavan i prikladan za početnike. Ako želite saznati više o CMOS-u, morate pročitati sadržaj ovog izdanja, jer tek nakon što razumijete tijek procesa (tj. proces proizvodnje diode) možete nastaviti razumjeti sljedeći sadržaj. Zatim saznajmo kako se ovaj CMOS proizvodi u ljevaonici u ovom izdanju (uzimajući nenapredni proces kao primjer, CMOS naprednog procesa razlikuje se po strukturi i principu proizvodnje).
Prije svega, morate znati da pločice koje ljevaonica dobiva od dobavljača (silicijska pločicadobavljač) su jedan po jedan, s radijusom od 200 mm (8 inčatvornica) ili 300 mm (12 inčatvornica). Kao što je prikazano na donjoj slici, zapravo je slično velikoj torti koju nazivamo podlogom.
Međutim, nije nam zgodno gledati na ovaj način. Gledamo odozdo prema gore i pogledamo presjek, koji postaje sljedeća slika.
Zatim, pogledajmo kako izgleda CMOS model. Budući da stvarni proces zahtijeva tisuće koraka, ovdje ću govoriti o glavnim koracima najjednostavnije 8-inčne pločice.
Izrada bunara i inverzijskog sloja:
To jest, bunar se implantira u podlogu ionskom implantacijom (ionska implantacija, u daljnjem tekstu imp). Ako želite napraviti NMOS, trebate implantirati P-tip bunara. Ako želite napraviti PMOS, trebate implantirati N-tip bunara. Radi vaše udobnosti, uzmimo NMOS kao primjer. Stroj za ionsku implantaciju implantira P-tip elemente koji se implantiraju u podlogu do određene dubine, a zatim ih zagrijava na visokoj temperaturi u cijevi peći kako bi aktivirao te ione i raspršio ih okolo. Time je završena proizvodnja bunara. Ovako izgleda nakon što je proizvodnja završena.
Nakon izrade bušotine, postoje i drugi koraci implantacije iona, čija je svrha kontrola veličine struje kanala i napona praga. Svatko to može nazvati inverzijskim slojem. Ako želite napraviti NMOS, inverzijski sloj se implantira s ionima P-tipa, a ako želite napraviti PMOS, inverzijski sloj se implantira s ionima N-tipa. Nakon implantacije, to je sljedeći model.
Ovdje ima puno sadržaja, poput energije, kuta, koncentracije iona tijekom implantacije iona itd., koji nisu uključeni u ovo izdanje, i vjerujem da ako znate te stvari, morate biti insajder i morate imati način da ih naučite.
Izrada SiO2:
Silicijev dioksid (SiO2, u daljnjem tekstu oksid) bit će proizveden kasnije. U CMOS proizvodnom procesu postoji mnogo načina za proizvodnju oksida. Ovdje se SiO2 koristi ispod vrata, a njegova debljina izravno utječe na veličinu naponskog praga i veličinu struje kanala. Stoga većina ljevaonica odabire metodu oksidacije cijevi peći s najvišom kvalitetom, najpreciznijom kontrolom debljine i najboljom ujednačenošću u ovom koraku. Zapravo, vrlo je jednostavno, odnosno u cijevi peći s kisikom, visoka temperatura se koristi kako bi se omogućila kemijska reakcija kisika i silicija te stvaranje SiO2. Na taj se način na površini Si stvara tanki sloj SiO2, kao što je prikazano na donjoj slici.
Naravno, ovdje ima i mnogo specifičnih informacija, poput toga koliko je stupnjeva potrebno, kolika je koncentracija kisika potrebna, koliko dugo je potrebna visoka temperatura itd. To nije ono što sada razmatramo, to je previše specifično.
Formiranje poli na kraju vrata:
Ali još nije gotovo. SiO2 je samo ekvivalent niti, a pravi gejt (Poly) još nije započeo. Dakle, naš sljedeći korak je nanošenje sloja polisilicija na SiO2 (polisilicij se također sastoji od jednog silicijskog elementa, ali raspored rešetke je drugačiji. Nemojte me pitati zašto podloga koristi monokristalni silicij, a gejt koristi polisilicij. Postoji knjiga pod nazivom Fizika poluvodiča. Možete naučiti o tome. To je neugodno~). Poli je također vrlo kritična veza u CMOS-u, ali komponenta poli je Si i ne može se generirati izravnom reakcijom sa Si podlogom kao što se uzgaja SiO2. To zahtijeva legendarni CVD (kemijsko taloženje iz pare), koji kemijski reagira u vakuumu i taloži generirani objekt na pločici. U ovom primjeru, generirana tvar je polisilicij, a zatim se taloži na pločici (ovdje moram reći da se poli generira u cijevi peći CVD-om, tako da se generiranje poli ne vrši čistim CVD strojem).
Ali polisilicij nastao ovom metodom bit će istaložen na cijeloj pločici, i nakon taloženja izgleda ovako.
Izloženost poli i SiO2:
U ovom koraku, vertikalna struktura koju želimo je zapravo formirana, s poli na vrhu, SiO2 na dnu i podlogom na dnu. Ali sada je cijela pločica ovakva i potreban nam je samo određeni položaj da bude struktura "slavine". Dakle, tu je najvažniji korak u cijelom procesu - ekspozicija.
Prvo nanesemo sloj fotorezista na površinu pločice i ona postane ovakva.
Zatim stavite definiranu masku (uzorak kruga je definiran na maski) na nju i na kraju je ozračite svjetlošću određene valne duljine. Fotorezist će se aktivirati u ozračenom području. Budući da područje blokirano maskom nije osvijetljeno izvorom svjetlosti, ovaj komad fotorezista nije aktiviran.
Budući da se aktivirani fotorezist posebno lako ispire specifičnom kemijskom tekućinom, dok se neaktivirani fotorezist ne može isprati, nakon ozračivanja se koristi specifična tekućina za ispiranje aktiviranog fotorezista, te konačno postaje ovako, ostavljajući fotorezist tamo gdje se Poly i SiO2 trebaju zadržati, a uklanjajući fotorezist tamo gdje ga nije potrebno zadržati.
Vrijeme objave: 23. kolovoza 2024.