Akkor is megértheted, ha soha nem tanultál fizikát vagy matematikát, de egy kicsit túl egyszerű és kezdőknek való. Ha többet szeretnél megtudni a CMOS-ról, el kell olvasnod ennek a számnak a tartalmát, mert csak a folyamat (azaz a dióda gyártási folyamatának) megértése után tudod folytatni a következő tartalom megértését. Ezután nézzük meg, hogyan állítják elő ezt a CMOS-t az öntödei üzemben ebben a számban (példaként a nem fejlett eljárást véve, a fejlett eljárású CMOS szerkezetében és gyártási elvében eltér).
Először is tudnia kell, hogy az öntöde által a beszállítótól kapott ostyák (szilícium ostyaszállító) egyenként, 200 mm-es sugarú körben vannak (8 hüvelykesgyári) vagy 300 mm (12 hüvelykesgyár). Amint az alábbi ábrán látható, valójában egy nagy tortához hasonlít, amit mi hordozónak nevezünk.
Azonban nem kényelmes számunkra így nézni. Alulról felfelé nézve a keresztmetszeti nézetet nézzük, ami a következő ábrát mutatja.
Következő lépésként nézzük meg, hogyan néz ki a CMOS modell. Mivel a tényleges folyamat több ezer lépést igényel, itt a legegyszerűbb 8 hüvelykes wafer főbb lépéseiről fogok beszélni.
Kútkészítés és inverziós réteg:
Vagyis a kutat ionimplantációval ültetik be az aljzatba (ionimplantáció, a továbbiakban imp). Ha NMOS-t szeretne előállítani, P-típusú kutakat kell beültetni. Ha PMOS-t szeretne előállítani, N-típusú kutakat kell beültetni. Az Ön kényelme érdekében vegyük példaként az NMOS-t. Az ionimplantációs gép a beültetendő P-típusú elemeket egy meghatározott mélységig ülteti be az aljzatba, majd magas hőmérsékleten hevíti őket a kemencecsőben, hogy aktiválja ezeket az ionokat és szétszórja őket. Ezzel befejeződik a kút gyártása. Így néz ki a gyártás befejezése után.
A kút elkészítése után további ionbeültetési lépések következnek, amelyek célja a csatornaáram és a küszöbfeszültség nagyságának szabályozása. Ezt bárki inverziós rétegnek nevezheti. Ha NMOS-t szeretne készíteni, az inverziós réteget P-típusú ionokkal, ha PMOS-t szeretne készíteni, az inverziós réteget N-típusú ionokkal ültetik be. A beültetés után a következő modellről van szó.
Sok mindenről van itt szó, például az energiáról, a szögről, az ionbeültetés során fellépő ionkoncentrációról stb., amelyek nem szerepelnek ebben a számban, és úgy hiszem, ha ismered ezeket a dolgokat, akkor bennfentesnek kell lenned, és rendelkezned kell egy módszerrel a tanulásukra.
SiO2 előállítása:
A szilícium-dioxid (SiO2, a továbbiakban oxid) előállítására később kerül sor. A CMOS gyártási folyamatában számos módszer létezik az oxid előállítására. Itt a SiO2-t a kapu alatt használják, és vastagsága közvetlenül befolyásolja a küszöbfeszültség nagyságát és a csatornaáram nagyságát. Ezért a legtöbb öntöde a legmagasabb minőségű, a legpontosabb vastagságszabályozást és a legjobb egyenletességet biztosító kemencecső-oxidációs módszert választja ebben a lépésben. Valójában ez nagyon egyszerű, azaz egy oxigénnel töltött kemencecsőben magas hőmérsékletet alkalmaznak, hogy az oxigén és a szilícium kémiai reakcióba lépjen SiO2 előállításával. Ily módon egy vékony SiO2 réteg keletkezik a Si felületén, ahogy az az alábbi ábrán látható.
Természetesen itt sok konkrét információ is szerepel, például hány fokra van szükség, mekkora oxigénkoncentrációra, mennyi ideig kell tartani a magas hőmérsékletet stb. Ezeket most nem vesszük figyelembe, azok túl konkrétak.
Kapuvégi Poly kialakulása:
De még nincs vége. A SiO2 csak egy szálnak felel meg, és az igazi kapu (Poli) még nem kezdődött el. Tehát a következő lépésünk egy poliszilícium réteg SiO2-ra helyezése (a poliszilícium szintén egyetlen szilícium elemből áll, de a rácsszerkezete más. Ne kérdezd, miért használ az aljzat egykristályos szilíciumot, a kapu pedig poliszilíciumot. Van egy könyv, aminek a címe: Félvezető fizika. Tanulhatsz róla. Szégyenletes~). A poli szintén nagyon kritikus láncszem a CMOS-ban, de a poli összetevője a Si, és nem állítható elő közvetlen reakcióval a Si aljzattal, mint például a SiO2 növesztése. Ehhez a legendás CVD (kémiai gőzfázisú leválasztás) szükséges, ami azt jelenti, hogy vákuumban kémiailag reagálnak, és a létrehozott tárgyat kicsapják a lapkára. Ebben a példában a létrehozott anyag poliszilícium, majd kicsapják a lapkára (itt meg kell jegyeznem, hogy a polit egy kemencecsőben állítják elő CVD-vel, tehát a poli előállítását nem egy tiszta CVD gép végzi).
De az ezzel a módszerrel képződött poliszilícium a teljes ostyára kicsapódik, és a kicsapódás után így néz ki.
Poli és SiO2 expozíciója:
Ebben a lépésben a kívánt függőleges szerkezet már kialakult, felül polietilénnel, alul SiO2-vel és alul az aljzattal. De most az egész ostya ilyen, és csak egy adott pozícióra van szükségünk a "csap" szerkezetnek. Tehát ott van a teljes folyamat legfontosabb lépése - az expozíció.
Először egy réteg fotorezisztet kenünk a lapka felületére, és ilyen lesz.
Ezután helyezd rá a meghatározott maszkot (a maszkon meghatározott áramköri minta), majd besugározd egy adott hullámhosszú fénnyel. A fotoreziszt a besugárzott területen aktiválódik. Mivel a maszk által blokkolt területet nem világítja meg a fényforrás, ez a fotoreziszt darab nem aktiválódik.
Mivel az aktivált fotoreziszt különösen könnyen lemosható egy adott kémiai folyadékkal, míg a nem aktivált fotoreziszt nem, besugárzás után egy speciális folyadékkal lemossák az aktivált fotorezisztet, és végül ilyenné válik, így a fotoreziszt ott marad, ahol a poli- és SiO2-ionokat meg kell tartani, és eltávolítják a fotorezisztet, ahol nincs rá szükség.
Közzététel ideje: 2024. augusztus 23.