Вы можете понять это, даже если вы никогда не изучали физику или математику, но это немного слишком просто и подходит для новичков. Если вы хотите узнать больше о КМОП, вы должны прочитать содержание этого выпуска, потому что только после понимания технологического процесса (то есть процесса производства диода) вы сможете продолжить понимать следующее содержание. Затем давайте узнаем о том, как этот КМОП производится в литейной компании в этом выпуске (взяв в качестве примера не продвинутый процесс, КМОП продвинутого процесса отличается по структуре и принципу производства).
Прежде всего, вы должны знать, что пластины, которые литейный завод получает от поставщика (кремниевая пластинапоставщик) один за другим, радиусом 200 мм (8-дюймовыйзавод) или 300мм (12-дюймовый(фабрика). Как показано на рисунке ниже, на самом деле это похоже на большой пирог, который мы называем субстратом.
Однако нам неудобно смотреть на это таким образом. Мы смотрим снизу вверх и смотрим на поперечное сечение, которое становится следующим рисунком.
Далее посмотрим, как выглядит модель КМОП. Поскольку реальный процесс требует тысячи шагов, я расскажу об основных шагах простейшей 8-дюймовой пластины здесь.
Создание скважины и инверсионного слоя:
То есть, яма имплантируется в подложку с помощью ионной имплантации (Ion Implantation, далее именуемой imp). Если вы хотите сделать NMOS, вам нужно имплантировать ямы P-типа. Если вы хотите сделать PMOS, вам нужно имплантировать ямы N-типа. Для вашего удобства давайте возьмем NMOS в качестве примера. Машина для ионной имплантации имплантирует элементы P-типа, которые должны быть имплантированы, в подложку на определенную глубину, а затем нагревает их при высокой температуре в трубке печи, чтобы активировать эти ионы и распространить их вокруг. Это завершает изготовление ямы. Вот как это выглядит после завершения производства.
После создания скважины, есть другие шаги ионной имплантации, цель которых - контролировать размер тока канала и пороговое напряжение. Каждый может назвать это инверсионным слоем. Если вы хотите сделать NMOS, инверсионный слой имплантируется ионами P-типа, а если вы хотите сделать PMOS, инверсионный слой имплантируется ионами N-типа. После имплантации это следующая модель.
Здесь много информации, например, об энергии, угле, концентрации ионов во время ионной имплантации и т. д., которая не включена в этот выпуск, и я считаю, что если вы знаете эти вещи, вы, должно быть, инсайдер и у вас должен быть способ их изучить.
Изготовление SiO2:
Диоксид кремния (SiO2, далее именуемый оксидом) будет изготовлен позже. В процессе производства КМОП существует множество способов изготовления оксида. Здесь SiO2 используется под затвором, и его толщина напрямую влияет на величину порогового напряжения и величину тока канала. Поэтому большинство литейных заводов выбирают метод окисления в трубчатой печи с наивысшим качеством, наиболее точным контролем толщины и лучшей однородностью на этом этапе. На самом деле, это очень просто, то есть в трубчатой печи с кислородом используется высокая температура, чтобы кислород и кремний могли химически реагировать для получения SiO2. Таким образом, на поверхности Si образуется тонкий слой SiO2, как показано на рисунке ниже.
Конечно, здесь также есть много конкретной информации, например, сколько градусов нужно, какая концентрация кислорода нужна, как долго нужно поддерживать высокую температуру и т. д. Это не то, что мы сейчас рассматриваем, это слишком специфично.
Формирование конца затвора Поли:
Но это еще не все. SiO2 просто эквивалентен нити, а настоящий затвор (Poly) еще не начался. Поэтому наш следующий шаг — нанести слой поликремния на SiO2 (поликремний также состоит из одного кремниевого элемента, но решетка у него другая. Не спрашивайте меня, почему подложка использует монокристаллический кремний, а затвор — поликремний. Есть книга под названием «Физика полупроводников». Вы можете узнать об этом. Это стыдно~). Поли также является очень важным звеном в КМОП, но компонентом поли является Si, и он не может быть получен путем прямой реакции с подложкой Si, как при выращивании SiO2. Для этого требуется легендарное CVD (химическое осаждение из паровой фазы), которое заключается в химической реакции в вакууме и осаждении сгенерированного объекта на пластине. В этом примере сгенерированное вещество — поликремний, а затем осаждено на пластине (здесь я должен сказать, что поли генерируется в трубчатой печи методом CVD, поэтому генерация поли не выполняется чистой машиной CVD).
Однако поликремний, образованный этим методом, будет осажден на всей пластине, и после осаждения он выглядит следующим образом.
Воздействие Poly и SiO2:
На этом этапе вертикальная структура, которую мы хотим, фактически сформирована, с поли наверху, SiO2 внизу и подложкой внизу. Но теперь вся пластина такая, и нам нужно только определенное положение, чтобы быть структурой "крана". Итак, есть самый критический этап во всем процессе - экспонирование.
Сначала мы наносим слой фоторезиста на поверхность пластины, и она становится вот такой.
Затем поместите на него определенную маску (схема схемы была определена на маске) и, наконец, облучите ее светом определенной длины волны. Фоторезист активируется в облученной области. Поскольку область, заблокированная маской, не освещается источником света, этот кусок фоторезиста не активируется.
Поскольку активированный фоторезист особенно легко смывается специальной химической жидкостью, в то время как неактивированный фоторезист смывается не может, после облучения для смывания активированного фоторезиста используется специальная жидкость, и в конечном итоге он становится таким, оставляя фоторезист там, где необходимо удерживать Poly и SiO2, и удаляя фоторезист там, где его удерживать не нужно.
Время публикации: 23-авг-2024