Жарым өткөргүчтүү процесстин агымы

Физика же математиканы эч качан окубасаңыз да, аны түшүнө аласыз, бирок ал бир аз өтө жөнөкөй жана башталгычтар үчүн ылайыктуу. Эгер сиз CMOS жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, бул сандын мазмунун окуп чыгышыңыз керек, анткени процесстин агымын (башкача айтканда, диоддун өндүрүш процессин) түшүнгөндөн кийин гана төмөнкү мазмунду түшүнө бере аласыз. Андан кийин, бул санда куюучу компанияда бул CMOS кантип өндүрүлгөнү жөнүндө билип алалы (мисалы, өркүндөтүлгөн эмес процессти алсак, өркүндөтүлгөн процесстин CMOS түзүлүшү жана өндүрүш принциби боюнча башкача).

Биринчиден, куюучу завод жеткирүүчүдөн алган пластиналардын (кремний пластинасыжеткирүүчү) бирден, радиусу 200 мм (8 дюймдукзаводдук) же 300 мм (12 дюймдукзавод). Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ал чындыгында чоң тортко окшош, биз аны субстрат деп атайбыз.

Бирок, биз үчүн муну мындайча кароо ыңгайлуу эмес. Биз ылдыйдан өйдө карайбыз жана кесилиш көрүнүшүн карайбыз, ал төмөнкү сүрөткө айланат.

Андан кийин, CMOS модели кандайча көрүнөрүн карап көрөлү. Чыныгы процесс миңдеген кадамдарды талап кылгандыктан, мен бул жерде эң жөнөкөй 8 дюймдук пластинанын негизги кадамдары жөнүндө айтып берем.

 

 

Кудук жасоо жана инверсия катмары:

Башкача айтканда, кудук субстратка иондук имплантация (Иондук имплантация, мындан ары imp деп аталат) аркылуу имплантацияланат. Эгер сиз NMOS жасагыңыз келсе, анда P-типтеги кудуктарды имплантациялоо керек. Эгер сиз PMOS жасагыңыз келсе, N-типтеги кудуктарды имплантациялоо керек. Сиздин ыңгайлуулугуңуз үчүн, NMOSту мисал катары алалы. Иондук имплантациялоо машинасы субстратка имплантациялана турган P-типтеги элементтерди белгилүү бир тереңдикке имплантациялайт, андан кийин аларды меш түтүгүндө жогорку температурада ысытып, бул иондорду активдештирип, аларды айланага чачыратат. Бул кудуктун өндүрүшүн аяктайт. Өндүрүш аяктагандан кийин ал ушундай көрүнөт.

Кудук жасалгандан кийин, башка иондук имплантациялоо кадамдары бар, алардын максаты каналдын тогунун жана босого чыңалуусунун өлчөмүн көзөмөлдөө. Аны ар бир адам инверсиялык катмар деп атай алат. Эгер сиз NMOS жасагыңыз келсе, инверсиялык катмарга P-типтеги иондор, ал эми PMOS жасагыңыз келсе, инверсиялык катмарга N-типтеги иондор имплантацияланат. Имплантациялангандан кийин, ал төмөнкү модель.

Бул жерде энергия, бурч, ион имплантациясы учурундагы ион концентрациясы сыяктуу көптөгөн мазмундар бар, алар бул санга кирбейт жана эгер сиз бул нерселерди билсеңиз, анда сиз ички адам болушуңуз керек жана аларды үйрөнүүнүн жолун билишиңиз керек деп ойлойм.

 

SiO2 жасоо:

Кремний диоксиди (SiO2, мындан ары оксид деп аталат) кийинчерээк жасалат. CMOS өндүрүш процессинде оксидди жасоонун көптөгөн жолдору бар. Бул жерде SiO2 дарбазанын астында колдонулат жана анын калыңдыгы босого чыңалуусунун өлчөмүнө жана канал тогунун өлчөмүнө түздөн-түз таасир этет. Ошондуктан, көпчүлүк куюучу заводдор бул этапта эң жогорку сапаттагы, эң так калыңдыкты башкаруудагы жана эң жакшы бирдейликтеги меш түтүгүнүн кычкылдануу ыкмасын тандашат. Чындыгында, бул абдан жөнөкөй, башкача айтканда, кычкылтекке ээ меш түтүгүндө кычкылтек менен кремнийдин химиялык жол менен реакцияга кириши үчүн SiO2 пайда болушу үчүн жогорку температура колдонулат. Ушундай жол менен, төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, Si бетинде SiO2 жука катмары пайда болот.

Албетте, бул жерде канча градус керек, канча кычкылтек концентрациясы керек, канча убакыт жогорку температура керек ж.б. сыяктуу көптөгөн конкреттүү маалыматтар да бар. Булар биз азыр карап жаткан нерсе эмес, алар өтө эле конкреттүү.

Дарбазанын учундагы полиэтилендин түзүлүшү:

Бирок али бүтө элек. SiO2 жөн гана жипке барабар, ал эми чыныгы дарбаза (Поли) али баштала элек. Андыктан, биздин кийинки кадамыбыз - SiO2ге полискремний катмарын төшөө (поликремний дагы бир кремний элементинен турат, бирок торчо түзүлүшү башкача. Эмне үчүн субстрат монокристалл кремнийди, ал эми дарбаза полискремнийди колдонот деп сурабаңыз. "Жарым өткөргүч физикасы" деген китеп бар. Бул тууралуу биле аласыз. Бул уят иш~). Поли дагы CMOSто абдан маанилүү звено, бирок полинин компоненти Si жана аны SiO2 өстүргөндөй Si субстраты менен түз реакция аркылуу түзүү мүмкүн эмес. Бул үчүн легендарлуу CVD (Химиялык буу чөкмөсү) талап кылынат, ал вакуумда химиялык жол менен реакцияга кирип, пайда болгон объектини пластинага чөктүрөт. Бул мисалда пайда болгон зат полискремний болуп саналат, андан кийин пластинага чөктүрүлөт (бул жерде мен поли меш түтүгүндө CVD аркылуу пайда болот деп айтышым керек, андыктан полинин пайда болушу таза CVD машинасы менен жасалбайт).

Бирок бул ыкма менен пайда болгон полискремний бүтүндөй пластинага чөкмөгө түшөт жана ал жаандан кийин ушундай көрүнөт.

 

Поли жана SiO2 экспозициясы:

Бул кадамда биз каалаган вертикалдык түзүлүш чындыгында пайда болду, үстү жагында поли, асты жагында SiO2 жана асты жагында субстрат бар. Бирок эми бүтүндөй пластина ушундай, жана бизге "кран" түзүлүшү үчүн белгилүү бир позиция гана керек. Ошентип, бүтүндөй процессте эң маанилүү кадам бар - экспозиция.
Алгач пластинанын бетине фоторезисттин катмарын жайабыз, ал мындай болуп калат.

Андан кийин ага аныкталган масканы кийгизиңиз (схема схемасы маскада аныкталган) жана акырында белгилүү бир толкун узундугундагы жарык менен нурландырыңыз. Фоторезист нурланган аймакта активдешет. Маска менен тосулган аймак жарык булагы менен жарыктандырылбагандыктан, фоторезисттин бул бөлүгү активдешпейт.

Активдештирилген фоторезистти белгилүү бир химиялык суюктук менен жууп салуу өзгөчө оңой болгондуктан, ал эми активдештирилбеген фоторезистти жууп салууга мүмкүн болбогондуктан, нурлантуудан кийин активдештирилген фоторезистти жууп салуу үчүн белгилүү бир суюктук колдонулат жана акырында ал мындай болуп калат, фоторезист Poly жана SiO2 кармалып турушу керек болгон жерде калат, ал эми фоторезистти кармоонун кажети жок жерде алып салат.