Îl poți înțelege chiar dacă nu ai studiat niciodată fizica sau matematica, dar este puțin cam simplu și potrivit pentru începători. Dacă vrei să afli mai multe despre CMOS, trebuie să citești conținutul acestei ediții, deoarece numai după ce înțelegi fluxul procesului (adică procesul de producție a diodei) poți continua să înțelegi conținutul următor. Apoi, haideți să aflăm cum este produs acest CMOS în compania de turnătorie în această ediție (luând ca exemplu procesul non-avansat, CMOS-ul procesului avansat este diferit ca structură și principiu de producție).
În primul rând, trebuie să știți că napolitanele pe care turnătoria le primește de la furnizor (plachetă de siliciufurnizor) sunt unul câte unul, cu o rază de 200 mm (8 incifabrică) sau 300 mm (12 inci(fabrică). După cum se arată în figura de mai jos, este de fapt similar cu o prăjitură mare, pe care o numim substrat.
Totuși, nu ne este convenabil să privim lucrurile în acest fel. Privim de jos în sus și ne uităm la vederea în secțiune transversală, care devine următoarea figură.
În continuare, să vedem cum arată modelul CMOS. Deoarece procesul real necesită mii de pași, voi vorbi aici despre principalii pași ai celei mai simple plachete de 8 inci.
Realizarea puțului și a stratului de inversare:
Adică, sonda este implantată în substrat prin implantare ionică (implantare ionică, denumită în continuare imp). Dacă doriți să realizați NMOS, trebuie să implantați sonde de tip P. Dacă doriți să realizați PMOS, trebuie să implantați sonde de tip N. Pentru confortul dumneavoastră, să luăm NMOS ca exemplu. Mașina de implantare ionică implantează elementele de tip P care urmează să fie implantate în substrat la o anumită adâncime, apoi le încălzește la temperatură ridicată în tubul cuptorului pentru a activa acești ioni și a-i difuza în jur. Aceasta completează producția sondei. Așa arată după finalizarea producției.
După realizarea puțului, există și alte etape de implantare a ionilor, al căror scop este de a controla dimensiunea curentului canalului și tensiunea de prag. Oricine îl poate numi strat de inversie. Dacă doriți să realizați NMOS, stratul de inversie este implantat cu ioni de tip P, iar dacă doriți să realizați PMOS, stratul de inversie este implantat cu ioni de tip N. După implantare, este următorul model.
Există o mulțime de subiecte aici, cum ar fi energia, unghiul, concentrația de ioni în timpul implantării ionilor etc., care nu sunt incluse în această ediție și cred că, dacă știi aceste lucruri, trebuie să fii expert în domeniu și trebuie să ai o modalitate de a le învăța.
Producerea de SiO2:
Dioxidul de siliciu (SiO2, denumit în continuare oxid) va fi produs ulterior. În procesul de producție CMOS, există multe modalități de a produce oxid. Aici, SiO2 este utilizat sub poartă, iar grosimea sa afectează direct dimensiunea tensiunii de prag și dimensiunea curentului de canal. Prin urmare, majoritatea turnătoriilor aleg metoda de oxidare a tubului de cuptor cu cea mai înaltă calitate, cel mai precis control al grosimii și cea mai bună uniformitate în această etapă. De fapt, este foarte simplu, adică, într-un tub de cuptor cu oxigen, se utilizează o temperatură ridicată pentru a permite oxigenului și siliciului să reacționeze chimic pentru a genera SiO2. În acest fel, se generează un strat subțire de SiO2 pe suprafața Si, așa cum se arată în figura de mai jos.
Desigur, există și o mulțime de informații specifice aici, cum ar fi câte grade sunt necesare, câtă concentrație de oxigen este necesară, cât timp este necesară temperatura ridicată etc. Nu acestea sunt ceea ce luăm în considerare acum, sunt prea specifice.
Formarea capătului porții Poly:
Dar nu s-a terminat încă. SiO2 este doar echivalentul unui fir, iar adevărata poartă (Poly) nu a început încă. Așadar, următorul nostru pas este să așezăm un strat de polisilicon peste SiO2 (polisiliconul este, de asemenea, compus dintr-un singur element de siliciu, dar aranjamentul rețelei este diferit. Nu mă întrebați de ce substratul folosește siliciu monocristalin, iar poarta folosește polisilicon. Există o carte numită Fizica Semiconductorilor. Puteți afla despre asta. E jenant~). Poli este, de asemenea, o verigă foarte critică în CMOS, dar componenta poli este Si și nu poate fi generată prin reacție directă cu substratul de Si, așa cum se întâmplă în cazul creșterii SiO2. Aceasta necesită legendara CVD (Depunere Chimică în Fum), care constă în reacția chimică în vid și precipitarea obiectului generat pe napolitană. În acest exemplu, substanța generată este polisilicon, apoi precipitată pe napolitană (aici trebuie să spun că poli este generat într-un tub de cuptor prin CVD, deci generarea de poli nu se face de o mașină CVD pură).
Dar polisiliconul format prin această metodă va precipita pe întreaga plachetă și arată așa după precipitare.
Expunerea la poli și SiO2:
În această etapă, structura verticală dorită a fost de fapt formată, cu polietilenă deasupra, SiO2 dedesubt și substratul dedesubt. Dar acum întreaga placă este așa și avem nevoie doar de o poziție specifică pentru a fi structura de „robinet”. Așadar, există cea mai critică etapă din întregul proces - expunerea.
Mai întâi întindem un strat de fotorezist pe suprafața plachetei, iar aceasta devine astfel.
Apoi, aplicați masca definită (modelul circuitului a fost definit pe mască) pe aceasta și, în final, iradiați-o cu lumină de o anumită lungime de undă. Fotorezistul se va activa în zona iradiată. Deoarece zona blocată de mască nu este iluminată de sursa de lumină, această bucată de fotorezist nu este activată.
Întrucât fotorezistul activat este deosebit de ușor de spălat de un lichid chimic specific, în timp ce fotorezistul neactivat nu poate fi spălat, după iradiere, se folosește un lichid specific pentru a spăla fotorezistul activat, iar în final se transformă în astfel de substanțe, lăsând fotorezistul acolo unde trebuie reținute Poli și SiO2 și îndepărtând fotorezistul acolo unde nu este nevoie să fie reținut.
Data publicării: 23 august 2024