ກະແສຂະບວນການຂອງເຊມິຄອນດັກເຕີ

ເຈົ້າສາມາດເຂົ້າໃຈມັນໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າເຈົ້າບໍ່ເຄີຍຮຽນຟີຊິກ ຫຼື ຄະນິດສາດ, ແຕ່ມັນງ່າຍດາຍເກີນໄປ ແລະ ເໝາະສົມກັບຜູ້ເລີ່ມຕົ້ນ. ຖ້າເຈົ້າຢາກຮູ້ເພີ່ມເຕີມກ່ຽວກັບ CMOS, ເຈົ້າຕ້ອງອ່ານເນື້ອໃນຂອງບັນຫານີ້, ເພາະວ່າຫຼັງຈາກເຂົ້າໃຈຂະບວນການ (ນັ້ນຄືຂະບວນການຜະລິດຂອງໄດໂອດ) ເຈົ້າຈະສາມາດສືບຕໍ່ເຂົ້າໃຈເນື້ອໃນຕໍ່ໄປນີ້ໄດ້. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໃຫ້ພວກເຮົາຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບວິທີການຜະລິດ CMOS ນີ້ໃນບໍລິສັດຫລໍ່ໂລຫະໃນບັນຫານີ້ (ຍົກຕົວຢ່າງຂະບວນການທີ່ບໍ່ກ້າວໜ້າ, CMOS ຂອງຂະບວນການກ້າວໜ້າແມ່ນແຕກຕ່າງກັນໃນໂຄງສ້າງ ແລະ ຫຼັກການຜະລິດ).

ກ່ອນອື່ນໝົດ, ທ່ານຕ້ອງຮູ້ວ່າແຜ່ນເວເຟີທີ່ໂຮງງານຫລໍ່ໄດ້ຮັບຈາກຜູ້ສະໜອງ (ເວເຟີຊິລິກອນຜູ້ສະໜອງ) ແມ່ນໜຶ່ງຕໍ່ໜຶ່ງ, ມີລັດສະໝີ 200 ມມ (8 ນິ້ວໂຮງງານ) ຫຼື 300 ມມ (12 ນິ້ວໂຮງງານ). ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ມັນຄ້າຍຄືກັບເຄັກໃຫຍ່, ເຊິ່ງພວກເຮົາເອີ້ນວ່າ substrate.

ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນບໍ່ສະດວກສຳລັບພວກເຮົາທີ່ຈະເບິ່ງມັນດ້ວຍວິທີນີ້. ພວກເຮົາເບິ່ງຈາກລຸ່ມຂຶ້ນເທິງ ແລະ ເບິ່ງມຸມມອງຕັດຂວາງ, ເຊິ່ງກາຍເປັນຮູບຕໍ່ໄປນີ້.

ຕໍ່ໄປ, ໃຫ້ພວກເຮົາເບິ່ງວ່າຮູບແບບ CMOS ປະກົດຕົວແນວໃດ. ເນື່ອງຈາກຂະບວນການຕົວຈິງຕ້ອງການຫຼາຍພັນຂັ້ນຕອນ, ຂ້າພະເຈົ້າຈະເວົ້າກ່ຽວກັບຂັ້ນຕອນຫຼັກຂອງແຜ່ນເວເຟີຂະໜາດ 8 ນິ້ວທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ສຸດຢູ່ທີ່ນີ້.

 

 

ການສ້າງບໍ່ນ້ຳ ແລະ ຊັ້ນປີ້ນກັບກັນ:

ນັ້ນຄື, ບໍ່ນ້ຳຖືກຝັງເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງໂດຍການຝັງໄອອອນ (Ion Implantation, ຕໍ່ໄປນີ້ເອີ້ນວ່າ imp). ຖ້າທ່ານຕ້ອງການເຮັດ NMOS, ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງຝັງບໍ່ນ້ຳປະເພດ P. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການເຮັດ PMOS, ທ່ານຈໍາເປັນຕ້ອງຝັງບໍ່ນ້ຳປະເພດ N. ເພື່ອຄວາມສະດວກຂອງທ່ານ, ໃຫ້ຍົກຕົວຢ່າງ NMOS. ເຄື່ອງຈັກຝັງໄອອອນຝັງອົງປະກອບປະເພດ P ທີ່ຈະຝັງເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງໃຫ້ມີຄວາມເລິກສະເພາະ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແກ່ພວກມັນທີ່ອຸນຫະພູມສູງໃນທໍ່ເຕົາເພື່ອກະຕຸ້ນໄອອອນເຫຼົ່ານີ້ແລະກະຈາຍພວກມັນໄປທົ່ວ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ການຜະລິດບໍ່ນ້ຳສຳເລັດ. ນີ້ແມ່ນສິ່ງທີ່ມັນເບິ່ງຄືຫຼັງຈາກການຜະລິດສຳເລັດແລ້ວ.

ຫຼັງຈາກເຮັດບໍ່ແລ້ວ, ຍັງມີຂັ້ນຕອນການຝັງໄອອອນອື່ນໆ, ເຊິ່ງມີຈຸດປະສົງເພື່ອຄວບຄຸມຂະໜາດຂອງກະແສໄຟຟ້າຂອງຊ່ອງ ແລະ ແຮງດັນໄຟຟ້າຂອບເຂດ. ທຸກຄົນສາມາດເອີ້ນມັນວ່າຊັ້ນປີ້ນກັບກັນ. ຖ້າທ່ານຕ້ອງການເຮັດ NMOS, ຊັ້ນປີ້ນກັບກັນຈະຖືກຝັງດ້ວຍໄອອອນປະເພດ P, ແລະ ຖ້າທ່ານຕ້ອງການເຮັດ PMOS, ຊັ້ນປີ້ນກັບກັນຈະຖືກຝັງດ້ວຍໄອອອນປະເພດ N. ຫຼັງຈາກການຝັງ, ມັນແມ່ນຮູບແບບຕໍ່ໄປນີ້.

ມີເນື້ອໃນຫຼາຍຢ່າງຢູ່ທີ່ນີ້, ເຊັ່ນ: ພະລັງງານ, ມຸມ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໃນລະຫວ່າງການຝັງໄອອອນ, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງບໍ່ໄດ້ລວມຢູ່ໃນສະບັບນີ້, ແລະຂ້ອຍເຊື່ອວ່າຖ້າທ່ານຮູ້ສິ່ງເຫຼົ່ານັ້ນ, ທ່ານຕ້ອງເປັນຜູ້ຮູ້ພາຍໃນ, ແລະທ່ານຕ້ອງມີວິທີທີ່ຈະຮຽນຮູ້ພວກມັນ.

 

ການຜະລິດ SiO2:

ຊິລິກອນໄດອອກໄຊ (SiO2, ຕໍ່ໄປນີ້ເອີ້ນວ່າອົກໄຊ) ຈະຖືກຜະລິດໃນພາຍຫຼັງ. ໃນຂະບວນການຜະລິດ CMOS, ມີຫຼາຍວິທີໃນການສ້າງອົກໄຊ. ໃນທີ່ນີ້, SiO2 ຖືກນໍາໃຊ້ພາຍໃຕ້ປະຕູ, ແລະຄວາມໜາຂອງມັນມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຂະໜາດຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຂອບເຂດ ແລະ ຂະໜາດຂອງກະແສໄຟຟ້າຂອງຊ່ອງທາງ. ດັ່ງນັ້ນ, ໂຮງງານຫລໍ່ສ່ວນໃຫຍ່ຈຶ່ງເລືອກວິທີການຜຸພັງທໍ່ເຕົາອົບທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງສຸດ, ການຄວບຄຸມຄວາມໜາທີ່ຊັດເຈນທີ່ສຸດ, ແລະ ຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີທີ່ດີທີ່ສຸດໃນຂັ້ນຕອນນີ້. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ມັນງ່າຍດາຍຫຼາຍ, ນັ້ນຄື, ໃນທໍ່ເຕົາອົບທີ່ມີອົກຊີເຈນ, ອຸນຫະພູມສູງຖືກໃຊ້ເພື່ອໃຫ້ອົກຊີເຈນ ແລະ ຊິລິກອນປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີເພື່ອສ້າງ SiO2. ດ້ວຍວິທີນີ້, ຊັ້ນບາງໆຂອງ SiO2 ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນເທິງໜ້າດິນຂອງ Si, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້.

ແນ່ນອນ, ຍັງມີຂໍ້ມູນສະເພາະຫຼາຍຢ່າງຢູ່ທີ່ນີ້, ເຊັ່ນວ່າຕ້ອງການຈັກອົງສາ, ຕ້ອງການອົກຊີເຈນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເທົ່າໃດ, ຕ້ອງການອຸນຫະພູມສູງດົນປານໃດ, ແລະອື່ນໆ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ແມ່ນສິ່ງທີ່ພວກເຮົາກຳລັງພິຈາລະນາຢູ່ໃນປັດຈຸບັນ, ສິ່ງເຫຼົ່ານັ້ນແມ່ນສະເພາະເກີນໄປ.

ການສ້າງ Poly ປາຍປະຕູ:

ແຕ່ມັນຍັງບໍ່ທັນຈົບເທື່ອ. SiO2 ເປັນພຽງເສັ້ນດ້າຍເທົ່ານັ້ນ, ແລະປະຕູທີ່ແທ້ຈິງ (Poly) ຍັງບໍ່ທັນໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນເທື່ອ. ສະນັ້ນຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປຂອງພວກເຮົາແມ່ນການວາງຊັ້ນຂອງໂພລີຊິລິຄອນໃສ່ SiO2 (ໂພລີຊິລິຄອນຍັງປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບຊິລິຄອນດຽວ, ແຕ່ການຈັດລຽງຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ຢ່າຖາມຂ້ອຍວ່າເປັນຫຍັງຊັ້ນຮອງພື້ນໃຊ້ຊິລິຄອນຜລຶກດຽວ ແລະ ປະຕູໃຊ້ໂພລີຊິລິຄອນ. ມີປຶ້ມທີ່ເອີ້ນວ່າ ຟີຊິກເຄິ່ງຕົວນຳ. ເຈົ້າສາມາດຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບມັນໄດ້. ມັນເປັນເລື່ອງທີ່ໜ້າອາຍ~). ໂພລີຍັງເປັນຕົວເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ສຳຄັນຫຼາຍໃນ CMOS, ແຕ່ສ່ວນປະກອບຂອງໂພລີແມ່ນ Si, ແລະມັນບໍ່ສາມາດສ້າງຂຶ້ນໂດຍປະຕິກິລິຍາໂດຍກົງກັບຊັ້ນຮອງພື້ນ Si ເຊັ່ນ: ການປູກ SiO2. ອັນນີ້ຕ້ອງການ CVD (ການຕົກຕະກອນໄອນ້ຳເຄມີ) ທີ່ມີຊື່ສຽງ, ເຊິ່ງແມ່ນເພື່ອປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນສູນຍາກາດ ແລະ ຕົກຕະກອນວັດຖຸທີ່ສ້າງຂຶ້ນເທິງແຜ່ນເວເຟີ. ໃນຕົວຢ່າງນີ້, ສານທີ່ສ້າງຂຶ້ນແມ່ນໂພລີຊິລິຄອນ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຕົກຕະກອນໃສ່ແຜ່ນເວເຟີ (ໃນທີ່ນີ້ຂ້ອຍຕ້ອງເວົ້າວ່າໂພລີຖືກສ້າງຂຶ້ນໃນທໍ່ເຕົາອົບໂດຍ CVD, ສະນັ້ນການສ້າງໂພລີບໍ່ໄດ້ເຮັດໂດຍເຄື່ອງຈັກ CVD ບໍລິສຸດ).

ແຕ່ໂພລີຊິລິຄອນທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍວິທີນີ້ຈະຖືກຕົກຕະກອນຢູ່ເທິງແຜ່ນ wafer ທັງໝົດ, ແລະມັນເບິ່ງຄືວ່ານີ້ຫຼັງຈາກການຕົກຕະກອນ.

 

ການສຳຜັດກັບ Poly ແລະ SiO2:

ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ໂຄງສ້າງແນວຕັ້ງທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງການໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນແລ້ວ, ໂດຍມີໂພລີຢູ່ດ້ານເທິງ, SiO2 ຢູ່ດ້ານລຸ່ມ, ແລະຊັ້ນຮອງພື້ນຢູ່ດ້ານລຸ່ມ. ແຕ່ດຽວນີ້ແຜ່ນເວເຟີທັງໝົດແມ່ນແບບນີ້, ແລະພວກເຮົາພຽງແຕ່ຕ້ອງການຕຳແໜ່ງສະເພາະເພື່ອເປັນໂຄງສ້າງ "ກ໊ອກນ້ຳ". ສະນັ້ນມີຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດໃນຂະບວນການທັງໝົດ - ການສຳຜັດ.
ກ່ອນອື່ນໝົດພວກເຮົາທາຊັ້ນຂອງ photoresist ໃສ່ໜ້າຜິວຂອງແຜ່ນ wafer, ແລະມັນກໍ່ກາຍເປັນແບບນີ້.

ຈາກນັ້ນ, ໃສ່ໜ້າກາກທີ່ໄດ້ກຳນົດໄວ້ (ຮູບແບບວົງຈອນໄດ້ຖືກກຳນົດໄວ້ໃນໜ້າກາກ) ໃສ່ມັນ, ແລະສຸດທ້າຍສ່ອງແສງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນສະເພາະ. ຕົວຕ້ານທານແສງຈະຖືກກະຕຸ້ນໃນພື້ນທີ່ທີ່ຖືກສ່ອງແສງ. ເນື່ອງຈາກພື້ນທີ່ທີ່ຖືກບລັອກໂດຍໜ້າກາກບໍ່ໄດ້ຮັບການສ່ອງແສງຈາກແຫຼ່ງກຳເນີດແສງ, ຕົວຕ້ານທານແສງຊິ້ນນີ້ຈຶ່ງບໍ່ໄດ້ກະຕຸ້ນ.

ເນື່ອງຈາກໂຟໂຕຣີຊິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະຖືກລ້າງອອກດ້ວຍສານເຄມີສະເພາະ, ໃນຂະນະທີ່ໂຟໂຕຣີຊິດທີ່ບໍ່ໄດ້ເປີດໃຊ້ງານບໍ່ສາມາດລ້າງອອກໄດ້, ຫຼັງຈາກການສ່ອງແສງ, ນ້ຳສະເພາະຈະຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອລ້າງໂຟໂຕຣີຊິດທີ່ຖືກກະຕຸ້ນອອກ, ແລະສຸດທ້າຍມັນຈະກາຍເປັນແບບນີ້, ເຮັດໃຫ້ໂຟໂຕຣີຊິດຢູ່ບ່ອນທີ່ຕ້ອງຮັກສາ Poly ແລະ SiO2, ແລະເອົາໂຟໂຕຣີຊິດອອກບ່ອນທີ່ບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງຮັກສາໄວ້.