Tafega o le faagasologa o le semiconductor

E mafai ona e malamalama i ai e tusa lava pe e te leʻi suʻesuʻeina muamua le fisiki poʻo le matematika, ae e fai si faigofie tele ma talafeagai mo ē amata. Afai e te fia iloa atili e uiga i le CMOS, e tatau ona e faitau i le anotusi o lenei lomiga, auā a maeʻa ona e malamalama i le tafega o le faagasologa (o lona uiga, o le faagasologa o le gaosiga o le diode) e mafai ai ona e faaauau pea ona malamalama i le anotusi o loʻo mulimuli mai. Ona tatou aʻoaʻoina lea pe faʻapefea ona gaosia lenei CMOS i le kamupani gaosi oloa i lenei lomiga (o se faʻataʻitaʻiga, o le CMOS o le faagasologa faʻapitoa e eseese i le fausaga ma le mataupu faavae o le gaosiga).

Muamua lava, e tatau ona e iloa o uamea mamago e maua mai le kamupani gaosi oloa mai le kamupani sapalai (apa silicontagata fa'atau oloa) e ta'ito'atasi, ma le radius e 200mm (8-inisifalegaosimea) po'o le 300mm (12-inisifalegaosimea). E pei ona faaalia i le ata o loo i lalo, e tutusa lava ma se keke tele, lea tatou te ta'ua o le substrate.

Peita’i, e lē talafeagai mo i tatou ona va’ai i ai i lenei auala. Tatou te va’ai mai lalo i luga ma va’ai i le vaaiga fa’alava, lea e avea ma ata o lo’o mulimuli mai.

Sosoo ai, se'i o tatou va'ai pe fa'apefea ona foliga mai le fa'ata'ita'iga CMOS. Talu ai o le faiga moni e mana'omia ai le faitau afe o la'asaga, o le a ou talanoa e uiga i la'asaga autu o le wafer e 8-inisi faigofie iinei.

 

 

Faia o le Vaieli ma le Vaega Fa'afeagai:

O lona uiga, o le vaieli e fa'apipi'iina i totonu o le substrate e ala i le fa'apipi'iina o le ion (Ion Implantation, o le a ta'ua i lalo o le imp). Afai e te mana'o e fai le NMOS, e mana'omia ona e fa'apipi'i vaieli ituaiga-P. Afai e te mana'o e fai le PMOS, e mana'omia ona e fa'apipi'i vaieli ituaiga-N. Mo lou faigofie, se'i o tatou fa'aaogaina le NMOS o se fa'ata'ita'iga. O le masini fa'apipi'i ion e fa'apipi'i elemene ituaiga-P e fa'apipi'i i totonu o le substrate i se loloto fa'apitoa, ona fa'avevela lea i le vevela maualuga i totonu o le paipa ogaumu e fa'agaoioia ai nei ions ma fa'asalalau solo. O le mea lea e fa'amae'a ai le gaosiga o le vaieli. O le foliga lea pe a mae'a le gaosiga.

A maeʻa ona faia le vaieli, e iai isi laʻasaga o le faʻapipiʻiina o ion, o lona faʻamoemoega o le puleaina lea o le tele o le tafe o le alavai ma le voltage faʻatapulaʻa. E mafai e tagata uma ona taʻua o le inversion layer. Afai e te manaʻo e fai le NMOS, o le inversion layer e faʻapipiʻiina i le P-type ions, ae afai e te manaʻo e fai le PMOS, o le inversion layer e faʻapipiʻiina i le N-type ions. A maeʻa ona faʻapipiʻiina, o le faʻataʻitaʻiga lea.

E tele anotusi iinei, e pei o le malosi, tulimanu, le malosi o le ion i le taimi o le faʻapipiʻiina o le ion, ma isi mea faapena, e le o aofia i lenei lomiga, ma ou te talitonu afai e te iloa na mea, e tatau ona avea oe ma se tagata i totonu, ma e tatau ona i ai sau auala e aʻoaʻo ai.

 

Faia o le SiO2:

O le a faia mulimuli ane le Silicon dioxide (SiO2, o le a taʻua i lalo o le oxide). I le faagasologa o le gaosiga o le CMOS, e tele auala e fai ai le oxide. Iinei, e faʻaaogaina le SiO2 i lalo o le gate, ma o lona mafiafia e aʻafia saʻo ai le tele o le voltage threshold ma le tele o le tafe o le alavai. O le mea lea, o le tele o fale gaosi oloa e filifilia le metotia o le oxidation o le paipa ogaumu ma le tulaga sili ona maualuga, le pulea sili ona saʻo o le mafiafia, ma le tutusa sili ona lelei i lenei laasaga. O le mea moni, e matua faigofie lava, o lona uiga, i totonu o se paipa ogaumu ma le okesene, e faʻaaogaina le vevela maualuga e faʻataga ai le okesene ma le silicon e tali faʻakemikolo e faʻatupu ai le SiO2. I lenei auala, e faʻatupuina ai se vaega manifinifi o le SiO2 i luga o le Si, e pei ona faʻaalia i le ata o loʻo i lalo.

Ioe, e tele fo'i fa'amatalaga patino iinei, e pei o le tele o tikeri e mana'omia, le tele o le malosi o le okesene e mana'omia, le umi e mana'omia ai le vevela maualuga, ma isi mea fa'apena. E le o mea ia o lo'o matou mafaufau i ai nei, ua matua'i patino na mea.

Fausiaina o le pito o le faitotoa Poly:

Ae e le'i mae'a lava. E tutusa lava le SiO2 ma se filo, ma e le'i amata le faitoto'a moni (Poly). O la tatou isi la'asaga o le tu'uina lea o se vaega o le polysilicon i luga o le SiO2 (o le polysilicon e aofia ai fo'i i se elemene silicon e tasi, ae e ese le fa'atulagaga o le lattice. 'Aua le fesili mai pe aisea e fa'aaoga ai e le substrate le silicon tioata e tasi ae fa'aaoga e le faitoto'a le polysilicon. E iai se tusi e ta'ua o le Semiconductor Physics. E mafai ona e a'oa'oina e uiga i ai. E fa'amāsiasi~). O le Poly o se so'otaga taua tele fo'i i le CMOS, ae o le vaega o le poly o le Si, ma e le mafai ona gaosia e ala i le tali sa'o ma le substrate Si e pei o le fa'atupula'ia o le SiO2. O lenei mea e mana'omia ai le CVD lauiloa (Chemical Vapor Deposition), o le tali atu lea i se auala fa'akemikolo i totonu o se vacuum ma fa'aputu le mea na gaosia i luga o le wafer. I lenei fa'ata'ita'iga, o le mea na gaosia o le polysilicon, ona fa'aputu lea i luga o le wafer (o iinei e tatau ona ou fai atu o le poly e gaosia i totonu o se paipa ogaumu e ala i le CVD, o lea o le gaosia o le poly e le faia e se masini CVD mama).

Ae o le polysilicon e fausia i lenei metotia o le a fa'aputuina i luga o le wafer atoa, ma e foliga fa'apenei pe a uma ona fa'aputuina.

 

Fa'aalia o le Poly ma le SiO2:

I lenei laasaga, ua uma ona fausia le fausaga faatulagaina tatou te manaʻo ai, faatasi ai ma le poly i luga, SiO2 i lalo, ma le substrate i lalo. Ae o lea ua faapenei le wafer atoa, ma e na o se tulaga faapitoa tatou te manaʻomia e avea ai ma fausaga "paipa". O lea la ua i ai le laasaga sili ona taua i le faagasologa atoa - o le faʻaalia.
Tatou te fofola muamua se vaega o le photoresist i luga o le wafer, ona sosoo ai lea ma lenei mea.

Ona tu'u lea o le ufimata ua fa'amatalaina (ua fa'amatalaina le mamanu o le matagaluega i luga o le ufimata), ma mulimuli ane fa'asusulu i ai i le malamalama o se galu fa'apitoa. O le a fa'agaoioia le photoresist i le vaega ua fa'asusulu i ai. Talu ai o le vaega ua poloka e le ufimata e le'o fa'amalamalamaina e le puna o le malamalama, o lea ua le fa'agaoioia ai lenei fasi photoresist.

Talu ai ona faigofie tele ona fufulu ese le photoresist ua fa'agaoioia e se vai fa'akemikolo fa'apitoa, ae le mafai ona fufulu ese le photoresist e le'i fa'agaoioia, a uma ona fa'avevela, e fa'aaoga se vai fa'apitoa e fufulu ese ai le photoresist ua fa'agaoioia, ma mulimuli ane e fa'apenei, ma tu'ua ai le photoresist i le mea e mana'omia ona taofia ai le Poly ma le SiO2, ma aveese le photoresist i le mea e le mana'omia ona taofia ai.