ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରବାହ

ଯଦି ଆପଣ କେବେ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ କିମ୍ବା ଗଣିତ ଅଧ୍ୟୟନ କରିନାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଆପଣ ଏହାକୁ ବୁଝିପାରିବେ, କିନ୍ତୁ ଏହା ଟିକେ ସରଳ ଏବଂ ଆରମ୍ଭକାରୀଙ୍କ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ। ଯଦି ଆପଣ CMOS ବିଷୟରେ ଅଧିକ ଜାଣିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଆପଣଙ୍କୁ ଏହି ସଂଖ୍ୟାର ବିଷୟବସ୍ତୁ ପଢିବାକୁ ପଡିବ, କାରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପ୍ରବାହ (ଅର୍ଥାତ୍ ଡାୟୋଡର ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା) ବୁଝିବା ପରେ ହିଁ ଆପଣ ନିମ୍ନଲିଖିତ ବିଷୟବସ୍ତୁ ବୁଝିପାରିବେ। ତା'ପରେ ଆସନ୍ତୁ ଜାଣିବା ଏହି ସଂଖ୍ୟାରେ ଫାଉଣ୍ଡ୍ରି କମ୍ପାନୀରେ ଏହି CMOS କିପରି ଉତ୍ପାଦନ କରାଯାଏ (ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ଅଣ-ଉନ୍ନତ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ନେଇ, ଉନ୍ନତ ପ୍ରକ୍ରିୟାର CMOS ଗଠନ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ନୀତିରେ ଭିନ୍ନ)।

ପ୍ରଥମତଃ, ଆପଣଙ୍କୁ ଜାଣିବାକୁ ପଡିବ ଯେ ଫାଉଣ୍ଡ୍ରି ଯୋଗାଣକାରୀଙ୍କଠାରୁ ଯେଉଁ ୱେଫର୍ସ ପାଏ (ସିଲିକନ୍ ୱାଫରଯୋଗାଣକାରୀ) ଗୋଟିଏ ପରେ ଗୋଟିଏ, 200mm ବ୍ୟାସାର୍ଦ୍ଧ ସହିତ (୮-ଇଞ୍ଚକାରଖାନା) କିମ୍ବା 300 ମିମି (୧୨-ଇଞ୍ଚକାରଖାନା)। ତଳେ ଥିବା ଚିତ୍ରରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଏହା ପ୍ରକୃତରେ ଏକ ବଡ଼ କେକ୍ ସହିତ ସମାନ, ଯାହାକୁ ଆମେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ବୋଲି କହିଥାଉ।

ତଥାପି, ଏହାକୁ ଏହିପରି ଦେଖିବା ଆମ ପାଇଁ ସୁବିଧାଜନକ ନୁହେଁ। ଆମେ ତଳୁ ଉପର ଆଡ଼କୁ ଦେଖୁ ଏବଂ କ୍ରସ-ସେକ୍ସନାଲ୍ ଦୃଶ୍ୟକୁ ଦେଖୁ, ଯାହା ନିମ୍ନଲିଖିତ ଚିତ୍ର ହୋଇଯାଏ।

ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ, ଆସନ୍ତୁ ଦେଖିବା CMOS ମଡେଲ କିପରି ଦେଖାଯାଏ। ଯେହେତୁ ପ୍ରକୃତ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାଇଁ ହଜାର ହଜାର ପଦକ୍ଷେପ ଆବଶ୍ୟକ, ମୁଁ ଏଠାରେ ସରଳ 8-ଇଞ୍ଚ ୱେଫରର ମୁଖ୍ୟ ପଦକ୍ଷେପଗୁଡ଼ିକ ବିଷୟରେ କହିବି।

 

 

କୂପ ତିଆରି ଏବଂ ଓଲଟା ସ୍ତର:

ଅର୍ଥାତ୍, କୂପଟି ଆୟନ ପ୍ରତିରୋପଣ (ଆୟନ ପ୍ରତିରୋପଣ, ଏହା ପରେ imp ଭାବରେ ଉଲ୍ଲେଖିତ) ଦ୍ୱାରା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ରେ ପ୍ରତିରୋପିତ ହୁଏ। ଯଦି ଆପଣ NMOS ତିଆରି କରିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଆପଣଙ୍କୁ P-ଟାଇପ୍ କୂପ ପ୍ରତିରୋପଣ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଯଦି ଆପଣ PMOS ତିଆରି କରିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଆପଣଙ୍କୁ N-ଟାଇପ୍ କୂପ ପ୍ରତିରୋପଣ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଆପଣଙ୍କ ସୁବିଧା ପାଇଁ, NMOS କୁ ଏକ ଉଦାହରଣ ଭାବରେ ନେବା। ଆୟନ ପ୍ରତିରୋପଣ ମେସିନ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍‌ରେ ପ୍ରତିରୋପଣ ହେବାକୁ ଥିବା P-ଟାଇପ୍ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଗଭୀରତା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରତିରୋପଣ କରେ, ଏବଂ ତା’ପରେ ଏହି ଆୟନଗୁଡ଼ିକୁ ସକ୍ରିୟ କରିବା ଏବଂ ଚାରିପାଖରେ ବିସ୍ତାର କରିବା ପାଇଁ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଟ୍ୟୁବ୍‌ରେ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଗରମ କରେ। ଏହା କୂପର ଉତ୍ପାଦନ ସମାପ୍ତ କରେ। ଉତ୍ପାଦନ ସମାପ୍ତ ହେବା ପରେ ଏହା ଏପରି ଦେଖାଯାଏ।

କୂଅ ତିଆରି କରିବା ପରେ, ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଆୟନ ପ୍ରତିରୋପଣ ପଦକ୍ଷେପ ଅଛି, ଯାହାର ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ହେଉଛି ଚ୍ୟାନେଲ କରେଣ୍ଟ ଏବଂ ଥ୍ରେଶୋଲ୍ଡ ଭୋଲଟେଜର ଆକାରକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା। ସମସ୍ତେ ଏହାକୁ ଇନଭର୍ସନ ସ୍ତର କହିପାରିବେ। ଯଦି ଆପଣ NMOS ତିଆରି କରିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଇନଭର୍ସନ ସ୍ତରକୁ P-ଟାଇପ୍ ଆୟନ ସହିତ ପ୍ରତିରୋପଣ କରାଯାଏ, ଏବଂ ଯଦି ଆପଣ PMOS ତିଆରି କରିବାକୁ ଚାହାଁନ୍ତି, ତେବେ ଇନଭର୍ସନ ସ୍ତରକୁ N-ଟାଇପ୍ ଆୟନ ସହିତ ପ୍ରତିରୋପଣ କରାଯାଏ। ଇମ୍ପ୍ଲାଣ୍ଟେସନ୍ ପରେ, ଏହା ନିମ୍ନଲିଖିତ ମଡେଲ।

ଏଠାରେ ଅନେକ ବିଷୟବସ୍ତୁ ଅଛି, ଯେପରିକି ଶକ୍ତି, କୋଣ, ଆୟନ ପ୍ରତିରୋପଣ ସମୟରେ ଆୟନ ସାନ୍ଦ୍ରତା, ଇତ୍ୟାଦି, ଯାହା ଏହି ସଂଖ୍ୟାରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ ନୁହେଁ, ଏବଂ ମୁଁ ବିଶ୍ୱାସ କରେ ଯେ ଯଦି ଆପଣ ସେହି ଜିନିଷଗୁଡ଼ିକ ଜାଣନ୍ତି, ତେବେ ଆପଣ ଏକ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ବ୍ୟକ୍ତି ହେବା ଆବଶ୍ୟକ, ଏବଂ ଆପଣଙ୍କ ପାଖରେ ସେଗୁଡ଼ିକୁ ଶିଖିବାର ଏକ ଉପାୟ ରହିବା ଆବଶ୍ୟକ।

 

SiO2 ତିଆରି କରିବା:

ସିଲିକନ୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ (SiO2, ଏହା ପରେ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଭାବରେ ଉଲ୍ଲେଖିତ) ପରେ ତିଆରି ହେବ। CMOS ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ଅକ୍ସାଇଡ୍ ତିଆରି କରିବାର ଅନେକ ଉପାୟ ଅଛି। ଏଠାରେ, SiO2 ଗେଟ୍ ତଳେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଏବଂ ଏହାର ଘନତା ସିଧାସଳଖ ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ଭୋଲଟେଜର ଆକାର ଏବଂ ଚ୍ୟାନେଲ କରେଣ୍ଟର ଆକାରକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ତେଣୁ, ଅଧିକାଂଶ ଫାଉଣ୍ଡ୍ରି ଏହି ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଗୁଣବତ୍ତା, ସବୁଠାରୁ ସଠିକ୍ ଘନତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ସର୍ବୋତ୍ତମ ସମାନତା ସହିତ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଟ୍ୟୁବ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପଦ୍ଧତି ବାଛନ୍ତି। ପ୍ରକୃତରେ, ଏହା ବହୁତ ସରଳ, ଅର୍ଥାତ୍, ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଥିବା ଏକ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଟ୍ୟୁବ୍‌ରେ, ଅକ୍ସିଜେନ୍ ଏବଂ ସିଲିକନ୍‌କୁ ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି SiO2 ସୃଷ୍ଟି କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେବା ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ। ଏହିପରି, Si ର ପୃଷ୍ଠରେ SiO2 ର ଏକ ପତଳା ସ୍ତର ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ଯେପରି ନିମ୍ନ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି।

ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ, ଏଠାରେ ଅନେକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସୂଚନା ମଧ୍ୟ ଅଛି, ଯେପରିକି କେତେ ଡିଗ୍ରୀ ଆବଶ୍ୟକ, କେତେ ଅମ୍ଳଜାନର ସାନ୍ଦ୍ରତା ଆବଶ୍ୟକ, କେତେ ସମୟ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ଆବଶ୍ୟକ, ଇତ୍ୟାଦି। ଏଗୁଡ଼ିକ ଆମେ ଏବେ ବିଚାର କରୁନାହୁଁ, ସେଗୁଡ଼ିକ ଅତ୍ୟଧିକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ।

ଗେଟ୍ ଏଣ୍ଡ ପଲିର ଗଠନ:

କିନ୍ତୁ ଏହା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶେଷ ହୋଇନାହିଁ। SiO2 କେବଳ ଏକ ସୂତା ସହିତ ସମାନ, ଏବଂ ପ୍ରକୃତ ଗେଟ୍ (ପଲି) ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆରମ୍ଭ ହୋଇନାହିଁ। ତେଣୁ ଆମର ପରବର୍ତ୍ତୀ ପଦକ୍ଷେପ ହେଉଛି SiO2 ଉପରେ ପଲିସିଲିକନ୍ ର ଏକ ସ୍ତର ବିସ୍ତାର କରିବା (ପଲିସିଲିକନ୍ ମଧ୍ୟ ଏକ ସିଲିକନ୍ ଉପାଦାନରେ ଗଠିତ, କିନ୍ତୁ ଜାଲି ବ୍ୟବସ୍ଥା ଭିନ୍ନ। ମୋତେ ପଚାରନ୍ତୁ ନାହିଁ ଯେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସିଲିକନ୍ ବ୍ୟବହାର କରେ ଏବଂ ଗେଟ୍ ପଲିସିଲିକନ୍ ବ୍ୟବହାର କରେ କାହିଁକି। ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଫିଜିକ୍ସ ନାମକ ଏକ ପୁସ୍ତକ ଅଛି। ଆପଣ ଏହା ବିଷୟରେ ଜାଣିପାରିବେ। ଏହା ଲଜ୍ଜାଜନକ ~)। CMOS ରେ ପଲି ମଧ୍ୟ ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଲିଙ୍କ, କିନ୍ତୁ ପଲିର ଉପାଦାନ ହେଉଛି Si, ଏବଂ ଏହା SiO2 ବୃଦ୍ଧି ପରି Si ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସହିତ ସିଧାସଳଖ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇପାରିବ ନାହିଁ। ଏଥିପାଇଁ କିମ୍ବଦନ୍ତୀ CVD (ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା) ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ଏକ ଶୂନ୍ୟ ସ୍ଥାନରେ ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରିବା ଏବଂ ୱେଫରରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ବସ୍ତୁକୁ ଅବଶେଷ କରିବା। ଏହି ଉଦାହରଣରେ, ଉତ୍ପନ୍ନ ପଦାର୍ଥ ହେଉଛି ପଲିସିଲିକନ୍, ଏବଂ ତାପରେ ୱେଫରରେ ଅବଶେଷିତ ହୁଏ (ଏଠାରେ ମୁଁ କହିବାକୁ ଚାହୁଁଛି ଯେ ପଲି ଏକ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଟ୍ୟୁବ୍ ରେ CVD ଦ୍ୱାରା ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ, ତେଣୁ ପଲିର ଉତ୍ପାଦ ଏକ ଶୁଦ୍ଧ CVD ମେସିନ୍ ଦ୍ୱାରା କରାଯାଏ ନାହିଁ)।

କିନ୍ତୁ ଏହି ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ ପଲିସିଲିକନ୍ ସମଗ୍ର ୱେଫରରେ ଅବକ୍ଷେପିତ ହେବ, ଏବଂ ଅବପାତ ପରେ ଏହା ଏହିପରି ଦେଖାଯାଏ।

 

ପଲି ଏବଂ SiO2 ର ପ୍ରକାଶନ:

ଏହି ପଦକ୍ଷେପରେ, ଆମେ ଚାହୁଁଥିବା ଭୂଲମ୍ବ ଗଠନ ପ୍ରକୃତରେ ଗଠିତ ହୋଇଛି, ଉପରେ ପଲି, ତଳେ SiO2 ଏବଂ ତଳେ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଅଛି। କିନ୍ତୁ ବର୍ତ୍ତମାନ ସମଗ୍ର ୱାଫର ଏହିପରି, ଏବଂ "ନଳ" ଗଠନ ପାଇଁ ଆମକୁ କେବଳ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ସ୍ଥିତି ଆବଶ୍ୟକ। ତେଣୁ ସମଗ୍ର ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପଦକ୍ଷେପ ହେଉଛି - ଏକ୍ସପୋଜର।
ଆମେ ପ୍ରଥମେ ୱେଫରର ପୃଷ୍ଠରେ ଫଟୋରେସିଷ୍ଟର ଏକ ସ୍ତର ବିସ୍ତାର କରୁ, ଏବଂ ଏହା ଏହିପରି ହୋଇଯାଏ।

ତା'ପରେ ଏହା ଉପରେ ପରିଭାଷିତ ମାସ୍କ (ମାସ୍କରେ ସର୍କିଟ୍ ପ୍ୟାଟର୍ନ ପରିଭାଷିତ ହୋଇଛି) ଲଗାନ୍ତୁ, ଏବଂ ଶେଷରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟର ଆଲୋକ ସହିତ ଏହାକୁ ବିକିରଣ କରନ୍ତୁ। ବିକିରଣିତ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟ ସକ୍ରିୟ ହେବ। ଯେହେତୁ ମାସ୍କ ଦ୍ୱାରା ଅବରୋଧିତ ଅଞ୍ଚଳ ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ଦ୍ୱାରା ଆଲୋକିତ ହୁଏ ନାହିଁ, ତେଣୁ ଏହି ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟ ଖଣ୍ଡଟି ସକ୍ରିୟ ହୁଏ ନାହିଁ।

ଯେହେତୁ ସକ୍ରିୟ ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟକୁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରାସାୟନିକ ତରଳ ଦ୍ୱାରା ଧୋଇବା ସହଜ, ଯେତେବେଳେ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟକୁ ଧୋଇହେବ ନାହିଁ, ବିକିରଣ ପରେ, ସକ୍ରିୟ ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟକୁ ଧୋଇବା ପାଇଁ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତରଳ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଏବଂ ଶେଷରେ ଏହା ଏହିପରି ହୋଇଯାଏ, ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟକୁ ସେହି ସ୍ଥାନରେ ଛାଡିଦିଏ ଯେଉଁଠାରେ ପଲି ଏବଂ SiO2 ରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ, ଏବଂ ଫଟୋରେଜିଷ୍ଟକୁ ସେହି ସ୍ଥାନରେ ଛାଡିଦିଏ ଯେଉଁଠାରେ ଏହାକୁ ରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ ନୁହେଁ।