سيمي ڪنڊڪٽر عمل جو وهڪرو

توهان ان کي سمجهي سگهو ٿا جيتوڻيڪ توهان ڪڏهن به فزڪس يا رياضي جو مطالعو نه ڪيو آهي، پر اهو ٿورو سادو ۽ شروعات ڪندڙن لاءِ موزون آهي. جيڪڏهن توهان CMOS بابت وڌيڪ ڄاڻڻ چاهيو ٿا، ته توهان کي هن مسئلي جو مواد پڙهڻو پوندو، ڇاڪاڻ ته صرف عمل جي وهڪري (يعني، ڊاءِڊ جي پيداوار جي عمل) کي سمجهڻ کان پوءِ توهان هيٺ ڏنل مواد کي سمجهي سگهو ٿا. پوءِ اچو ته ڄاڻون ته هن مسئلي ۾ فاؤنڊيري ڪمپني ۾ هي CMOS ڪيئن پيدا ڪيو ويندو آهي (غير ترقي يافته عمل کي مثال طور وٺندي، ترقي يافته عمل جو CMOS ساخت ۽ پيداوار جي اصول ۾ مختلف آهي).

سڀ کان پهريان، توهان کي ڄاڻڻ گهرجي ته اهي ويفر جيڪي فاؤنڊيري سپلائر کان حاصل ڪري ٿي (سلڪون ويفرسپلائر) هڪ هڪ ڪري آهن، جن جو ريڊيس 200 ملي ميٽر آهي (8 انچڪارخانو) يا 300 ملي ميٽر (12 انچڪارخانو). جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي، اهو اصل ۾ هڪ وڏي ڪيڪ وانگر آهي، جنهن کي اسين سبسٽريٽ سڏين ٿا.

جڏهن ته، اسان لاءِ ان کي هن طرح ڏسڻ آسان ناهي. اسان هيٺان کان مٿي ڏسون ٿا ۽ ڪراس-سيڪشنل ڏيک کي ڏسون ٿا، جيڪو هيٺ ڏنل شڪل بڻجي ٿو.

اڳتي، اچو ته ڏسون ته CMOS ماڊل ڪيئن ظاهر ٿئي ٿو. جيئن ته اصل عمل ۾ هزارين قدمن جي ضرورت آهي، مان هتي آسان ترين 8 انچ ويفر جي مکيه مرحلن بابت ڳالهائيندس.

 

 

ميڪنگ ويل ۽ انورسيشن ليئر:

يعني، کوهه کي آئن امپلانٽيشن (آئن امپلانٽيشن، جنهن کي بعد ۾ امپ سڏيو ويندو) ذريعي سبسٽريٽ ۾ لڳايو ويندو آهي. جيڪڏهن توهان NMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، ته توهان کي P-قسم جا کوهه لڳائڻا پوندا. جيڪڏهن توهان PMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، ته توهان کي N-قسم جا کوهه لڳائڻا پوندا. توهان جي سهولت لاءِ، اچو ته NMOS کي مثال طور وٺون. آئن امپلانٽيشن مشين P-قسم جي عنصرن کي سبسٽريٽ ۾ هڪ مخصوص کوٽائي تائين امپلانٽ ڪري ٿي، ۽ پوءِ انهن کي فرنس ٽيوب ۾ تيز گرمي پد تي گرم ڪري ٿي ته جيئن انهن آئن کي چالو ڪري ۽ انهن کي چوڌاري پکيڙي سگهجي. هي کوهه جي پيداوار کي مڪمل ڪري ٿو. پيداوار مڪمل ٿيڻ کان پوءِ اهو ائين نظر اچي ٿو.

کوهه ٺاهڻ کان پوءِ، ٻيا آئن امپلانٽيشن مرحلا آهن، جن جو مقصد چينل ڪرنٽ ۽ حد وولٽيج جي سائيز کي ڪنٽرول ڪرڻ آهي. هر ڪو ان کي انورسيشن ليئر سڏي سگهي ٿو. جيڪڏهن توهان NMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، ته انورسيشن ليئر کي P-قسم جي آئنن سان لڳايو ويندو آهي، ۽ جيڪڏهن توهان PMOS ٺاهڻ چاهيو ٿا، ته انورسيشن ليئر کي N-قسم جي آئنن سان لڳايو ويندو آهي. امپلانٽيشن کان پوءِ، اهو هيٺ ڏنل ماڊل آهي.

هتي گھڻو ڪجهه مواد آهي، جهڙوڪ توانائي، زاويه، آئن امپلانٽيشن دوران آئن ڪنسنٽريشن، وغيره، جيڪي هن شماري ۾ شامل نه آهن، ۽ مان سمجهان ٿو ته جيڪڏهن توهان اهي شيون ڄاڻو ٿا، ته توهان کي هڪ اندروني ماڻهو هجڻ گهرجي، ۽ توهان وٽ انهن کي سکڻ جو هڪ طريقو هجڻ گهرجي.

 

SiO2 ٺاهڻ:

سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO2، جنهن کي هتي آڪسائيڊ چيو ويندو) بعد ۾ ٺاهيو ويندو. CMOS پيداوار جي عمل ۾، آڪسائيڊ ٺاهڻ جا ڪيترائي طريقا آهن. هتي، SiO2 گيٽ جي هيٺان استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ ان جي ٿولهه سڌي طرح حد جي وولٽيج جي سائيز ۽ چينل ڪرنٽ جي سائيز کي متاثر ڪري ٿي. تنهن ڪري، گهڻيون فاؤنڊيريون فرنس ٽيوب آڪسائيڊيشن جو طريقو چونڊينديون آهن جنهن ۾ اعليٰ معيار، سڀ کان وڌيڪ صحيح ٿولهه ڪنٽرول، ۽ هن مرحلي تي بهترين هڪجهڙائي هوندي آهي. حقيقت ۾، اهو تمام سادو آهي، يعني، آڪسيجن سان گڏ فرنس ٽيوب ۾، آڪسيجن ۽ سلڪون کي ڪيميائي طور تي رد عمل ڪرڻ جي اجازت ڏيڻ لاءِ اعليٰ درجه حرارت استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن SiO2 پيدا ٿئي. هن طريقي سان، Si جي مٿاڇري تي SiO2 جي هڪ پتلي پرت پيدا ٿئي ٿي، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي.

يقيناً، هتي تمام گهڻي مخصوص معلومات پڻ آهي، جهڙوڪ ڪيترا درجا گهربل آهن، آڪسيجن جي ڪيتري ڪنسنٽريشن جي ضرورت آهي، ڪيتري وقت تائين اعليٰ گرمي پد جي ضرورت آهي، وغيره. اهي اهي نه آهن جيڪي اسان هاڻي غور ڪري رهيا آهيون، اهي تمام گهڻيون مخصوص آهن.

گيٽ اينڊ پولي جي ٺهڻ:

پر اهو اڃا ختم نه ٿيو آهي. SiO2 صرف هڪ ڌاڳي جي برابر آهي، ۽ حقيقي گيٽ (پولي) اڃا شروع نه ٿيو آهي. تنهن ڪري اسان جو ايندڙ قدم SiO2 تي پولي سليڪون جي هڪ پرت رکڻ آهي (پولي سليڪون پڻ هڪ واحد سليڪون عنصر مان ٺهيل آهي، پر جالي جي ترتيب مختلف آهي. مون کان نه پڇو ته سبسٽريٽ سنگل ڪرسٽل سليڪون ڇو استعمال ڪري ٿو ۽ گيٽ پولي سليڪون استعمال ڪري ٿو. هڪ ڪتاب آهي جنهن کي سيمي ڪنڊڪٽر فزڪس سڏيو ويندو آهي. توهان ان بابت سکي سگهو ٿا. اهو شرمناڪ آهي ~). پولي پڻ CMOS ۾ هڪ تمام نازڪ ڪڙي آهي، پر پولي جو جزو Si آهي، ۽ اهو Si سبسٽريٽ سان سڌي رد عمل ذريعي پيدا نٿو ٿي سگهي جيئن SiO2 وڌندو آهي. ان لاءِ افسانوي CVD (ڪيميائي وانپ ڊپوزيشن) جي ضرورت آهي، جيڪو ڪيميائي طور تي ويڪيوم ۾ رد عمل ڪرڻ ۽ پيدا ٿيل شيءِ کي ويفر تي تيز ڪرڻ آهي. هن مثال ۾، پيدا ٿيل مادو پولي سليڪون آهي، ۽ پوءِ ويفر تي تيز ٿئي ٿو (هتي مون کي اهو چوڻو آهي ته پولي هڪ فرنس ٽيوب ۾ CVD ذريعي پيدا ٿئي ٿو، تنهنڪري پولي جي پيداوار خالص CVD مشين ذريعي نه ڪئي ويندي آهي).

پر هن طريقي سان ٺهيل پوليسيلڪون پوري ويفر تي تيز ٿي ويندو، ۽ برسات کان پوءِ اهو هن طرح نظر ايندو.

 

پولي ۽ SiO2 جي نمائش:

هن مرحلي تي، اسان کي جيڪو عمودي ڍانچو گهرجي اهو اصل ۾ ٺهي چڪو آهي، جنهن ۾ مٿي تي پولي، هيٺان SiO2، ۽ هيٺان سبسٽريٽ هوندو. پر هاڻي سڄو ويفر هن طرح آهي، ۽ اسان کي صرف "نل" جي جوڙجڪ لاءِ هڪ مخصوص پوزيشن جي ضرورت آهي. تنهن ڪري سڄي عمل ۾ سڀ کان اهم قدم آهي - نمائش.
اسان پهريان ويفر جي مٿاڇري تي فوٽو ريزسٽ جي هڪ پرت پکيڙيندا آهيون، ۽ اهو هن طرح ٿي ويندو آهي.

پوءِ ان تي مقرر ڪيل ماسڪ (ماسڪ تي سرڪٽ جو نمونو بيان ڪيو ويو آهي) لڳايو، ۽ آخرڪار ان کي هڪ مخصوص طول موج جي روشني سان روشن ڪريو. فوٽو ريزسٽ شعاع واري علائقي ۾ چالو ٿي ويندو. جيئن ته ماسڪ پاران بند ٿيل علائقو روشني جي ذريعن سان روشن نه ٿيندو آهي، فوٽو ريزسٽ جو هي ٽڪرو چالو نه ٿيندو آهي.

جيئن ته چالو ٿيل فوٽوريزسٽ کي خاص طور تي هڪ مخصوص ڪيميائي مائع سان ڌوئڻ آسان آهي، جڏهن ته غير فعال ٿيل فوٽوريزسٽ کي ڌوئڻ ممڪن ناهي، شعاع کان پوءِ، چالو ٿيل فوٽوريزسٽ کي ڌوئڻ لاءِ هڪ مخصوص مائع استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ آخرڪار اهو هن طرح ٿي ويندو آهي، فوٽوريزسٽ کي ڇڏي ويندو آهي جتي پولي ۽ SiO2 کي برقرار رکڻ جي ضرورت آهي، ۽ فوٽوريزسٽ کي هٽائي ڇڏيندو آهي جتي ان کي برقرار رکڻ جي ضرورت ناهي.