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Gravação de polissilício e SiO2:
Após isso, o excesso de polissilício e SiO2 é removido por corrosão. Nesse momento, a deposição direcional é realizada.gravuraé utilizado. Na classificação da corrosão, existe uma classificação em corrosão direcional e corrosão não direcional. A corrosão direcional refere-se agravuraA corrosão direcional ocorre em uma determinada direção, enquanto a corrosão não direcional é não direcional (acabei me alongando demais. Resumindo, trata-se de remover SiO2 em uma determinada direção por meio de ácidos e bases específicos). Neste exemplo, usamos corrosão direcional para baixo para remover o SiO2, e o resultado é este.
Por fim, remova o fotorresiste. Neste momento, o método de remoção do fotorresiste não é a ativação por irradiação de luz mencionada anteriormente, mas sim outros métodos, pois não precisamos definir um tamanho específico, mas sim remover todo o fotorresiste. O resultado final será como mostrado na figura a seguir.
Dessa forma, alcançamos o objetivo de manter a localização específica do poli-SiO2.
Formação da fonte e do dreno:
Finalmente, vamos considerar como a fonte e o dreno são formados. Todos ainda se lembram de que falamos sobre isso na edição anterior. A fonte e o dreno são implantados por íons com o mesmo tipo de elemento. Nesse momento, podemos usar fotorresiste para abrir a área da fonte/dreno onde o tipo N precisa ser implantado. Como estamos tomando apenas o NMOS como exemplo, todas as partes na figura acima serão abertas, como mostrado na figura a seguir.
Como a parte coberta pelo fotorresiste não pode ser implantada (a luz é bloqueada), os elementos do tipo N serão implantados apenas no NMOS necessário. Como o substrato sob o polissilício está bloqueado pelo polissilício e pelo SiO2, ele não será implantado, ficando assim.
Neste ponto, um modelo MOS simples foi criado. Em teoria, se uma tensão for aplicada à fonte, ao dreno, ao polissilício e ao substrato, este MOS funcionará, mas não podemos simplesmente pegar uma ponta de prova e aplicar tensão diretamente à fonte e ao dreno. Nesse caso, é necessário realizar a fiação do MOS, ou seja, conectar fios a este MOS para interligar vários MOSs. Vamos dar uma olhada no processo de fiação.
Fazendo VIA:
O primeiro passo é cobrir todo o MOS com uma camada de SiO2, conforme mostrado na figura abaixo:
Claro, este SiO2 é produzido por CVD, pois é muito rápido e economiza tempo. A seguir, o processo de deposição e exposição da fotorresistência. Ao final, o resultado é este.
Em seguida, utilize o método de corrosão para gravar um orifício no SiO2, conforme mostrado na parte cinza da figura abaixo. A profundidade desse orifício entra em contato direto com a superfície de Si.
Por fim, remova o fotorresiste e obtenha a seguinte aparência.
Neste momento, o que precisa ser feito é preencher o orifício com o condutor. Mas de que tipo de condutor se trata? Cada fabricante utiliza um método diferente, a maioria usa ligas de tungstênio. Então, como preencher esse orifício? O método PVD (Deposição Física de Vapor) é utilizado, e o princípio é semelhante ao da figura abaixo.
Utilizam-se elétrons ou íons de alta energia para bombardear o material alvo, e os fragmentos desse material cairão no fundo na forma de átomos, formando assim o revestimento abaixo. O material alvo que geralmente vemos nas notícias se refere ao material alvo em questão.
Depois de preencher o buraco, fica assim.
Claro, ao preenchermos o furo, é impossível controlar a espessura do revestimento para que seja exatamente igual à profundidade, então haverá algum excesso. Por isso, usamos a tecnologia CMP (Polimento Químico-Mecânico), que soa muito sofisticada, mas na verdade é um processo de retificação, removendo as partes em excesso. O resultado é este.
Neste ponto, concluímos a produção de uma camada de vias. Obviamente, a produção de vias serve principalmente para a fiação da camada metálica subjacente.
Produção de camadas metálicas:
Nas condições acima descritas, utilizamos a deposição física de vapor (PVD) para depositar outra camada de metal. Esse metal é principalmente uma liga à base de cobre.
Depois da exposição e da corrosão, obtemos o que queremos. Em seguida, continuamos a empilhar até atingirmos nossas necessidades.
Ao elaborarmos o projeto, informaremos quantas camadas de metal podem ser empilhadas no máximo, de acordo com o processo utilizado, ou seja, quantas camadas podem ser acumuladas.
Finalmente, chegamos a esta estrutura. O contato superior é o pino deste chip e, após a encapsulação, torna-se o pino que podemos ver (claro, desenhei-o aleatoriamente, não tem significado prático, é apenas um exemplo).
Este é o processo geral de fabricação de um chip. Nesta edição, aprendemos sobre as etapas mais importantes na fundição de semicondutores: exposição, corrosão, implantação iônica, tubos de forno, CVD, PVD, CMP, etc.
Data da publicação: 23/08/2024