Mtiririko wa mchakato wa semiconductor

Unaweza kuielewa hata kama hujawahi kusoma fizikia au hisabati, lakini ni rahisi sana na inafaa kwa wanaoanza. Ukitaka kujua zaidi kuhusu CMOS, lazima usome maudhui ya toleo hili, kwa sababu ni baada tu ya kuelewa mtiririko wa mchakato (yaani, mchakato wa uzalishaji wa diode) ndipo unaweza kuendelea kuelewa maudhui yafuatayo. Kisha hebu tujifunze kuhusu jinsi CMOS hii inavyozalishwa katika kampuni ya ufinyanzi katika toleo hili (kwa mfano, mchakato usio wa hali ya juu wa CMOS ni tofauti katika muundo na kanuni ya uzalishaji).

Kwanza kabisa, lazima ujue kwamba wafers ambazo kiwanda cha ufinyanzi hupata kutoka kwa muuzaji (kaki ya silikoniwasambazaji) ni moja baada ya nyingine, na kipenyo cha 200mm (Inchi 8kiwanda) au 300mm (Inchi 12kiwanda). Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini, kwa kweli ni sawa na keki kubwa, ambayo tunaiita substrate.

Hata hivyo, si rahisi kwetu kuiangalia hivi. Tunaangalia kutoka chini kwenda juu na kutazama mwonekano wa sehemu mtambuka, ambao unakuwa mchoro ufuatao.

Ifuatayo, hebu tuone jinsi modeli ya CMOS inavyoonekana. Kwa kuwa mchakato halisi unahitaji maelfu ya hatua, nitazungumzia kuhusu hatua kuu za wafer rahisi zaidi ya inchi 8 hapa.

 

 

Kutengeneza Kisima na Tabaka la Ugeuzi:

Yaani, kisima hupandikizwa kwenye substrate kwa kupandikizwa kwa ioni (Ioni, ambayo itajulikana kama imp). Ukitaka kutengeneza NMOS, unahitaji kupandikiza visima vya aina ya P. Ukitaka kutengeneza PMOS, unahitaji kupandikiza visima vya aina ya N. Kwa urahisi wako, hebu tuchukue NMOS kama mfano. Mashine ya kupandikiza ioni hupandikiza vipengele vya aina ya P vinavyopaswa kupandikizwa kwenye substrate kwa kina maalum, na kisha huvipasha joto kwa joto la juu kwenye bomba la tanuru ili kuamsha ioni hizi na kuzisambaza. Hii inakamilisha uzalishaji wa kisima. Hivi ndivyo inavyoonekana baada ya uzalishaji kukamilika.

Baada ya kutengeneza kisima, kuna hatua zingine za upandikizaji wa ioni, ambazo madhumuni yake ni kudhibiti ukubwa wa mkondo wa chaneli na volteji ya kizingiti. Kila mtu anaweza kuiita safu ya ubadilishaji. Ukitaka kutengeneza NMOS, safu ya ubadilishaji hupandikizwa na ioni za aina ya P, na ukitaka kutengeneza PMOS, safu ya ubadilishaji hupandikizwa na ioni za aina ya N. Baada ya upandikizaji, ni modeli ifuatayo.

Kuna mambo mengi hapa, kama vile nishati, pembe, mkusanyiko wa ioni wakati wa kupandikizwa kwa ioni, n.k., ambayo hayajajumuishwa katika toleo hili, na ninaamini kwamba ikiwa unajua mambo hayo, lazima uwe mtu wa ndani, na lazima uwe na njia ya kuyajifunza.

 

Kutengeneza SiO2:

Dioksidi ya silicon (SiO2, ambayo itajulikana kama oksidi) itatengenezwa baadaye. Katika mchakato wa uzalishaji wa CMOS, kuna njia nyingi za kutengeneza oksidi. Hapa, SiO2 inatumika chini ya lango, na unene wake huathiri moja kwa moja ukubwa wa volteji ya kizingiti na ukubwa wa mkondo wa chaneli. Kwa hivyo, viwanda vingi vya kuanzishia huchagua njia ya oksidi ya bomba la tanuru yenye ubora wa hali ya juu, udhibiti sahihi zaidi wa unene, na usawa bora katika hatua hii. Kwa kweli, ni rahisi sana, yaani, katika bomba la tanuru lenye oksijeni, halijoto ya juu hutumika kuruhusu oksijeni na silicon kuguswa na kemikali ili kutoa SiO2. Kwa njia hii, safu nyembamba ya SiO2 huzalishwa kwenye uso wa Si, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.

Bila shaka, pia kuna taarifa nyingi maalum hapa, kama vile ni digrii ngapi zinahitajika, ni kiasi gani cha oksijeni kinachohitajika, ni muda gani joto la juu linahitajika, n.k. Haya siyo tunayoyazingatia sasa, hayo ni mahususi sana.

Uundaji wa Lango la Mwisho wa Lango:

Lakini bado haijaisha. SiO2 ni sawa na uzi, na lango halisi (Poly) halijaanza bado. Kwa hivyo hatua yetu inayofuata ni kuweka safu ya polisilicon kwenye SiO2 (polisilicon pia imeundwa na kipengele kimoja cha silicon, lakini mpangilio wa kimiani ni tofauti. Usiniulize kwa nini substrate hutumia silicon moja ya fuwele na lango hutumia polisilicon. Kuna kitabu kinachoitwa Fizikia ya Semiconductor. Unaweza kujifunza kuihusu. Ni aibu~). Poly pia ni kiungo muhimu sana katika CMOS, lakini sehemu ya poli ni Si, na haiwezi kuzalishwa kwa mmenyuko wa moja kwa moja na substrate ya Si kama SiO2 inayokua. Hii inahitaji CVD ya hadithi (Uwekaji wa Mvuke wa Kemikali), ambayo ni kuguswa na kemikali katika ombwe na kusambaza kitu kilichozalishwa kwenye wafer. Katika mfano huu, dutu inayozalishwa ni polisilicon, na kisha kusambazwa kwenye wafer (hapa lazima niseme kwamba poli huzalishwa kwenye bomba la tanuru na CVD, kwa hivyo uzalishaji wa poli haufanywi na mashine safi ya CVD).

Lakini polisilicon inayoundwa na njia hii itawekwa kwenye wafer nzima, na inaonekana hivi baada ya mvua kunyesha.

 

Mfiduo wa Poly na SiO2:

Katika hatua hii, muundo wima tunaotaka umeundwa, ukiwa na poli juu, SiO2 chini, na sehemu ya chini. Lakini sasa kaki nzima iko hivi, na tunahitaji tu nafasi maalum ili kuwa muundo wa "bomba". Kwa hivyo kuna hatua muhimu zaidi katika mchakato mzima - mfiduo.
Kwanza tunaweka safu ya uzuiaji wa mwanga kwenye uso wa wafer, na inakuwa hivi.

Kisha weka barakoa iliyobainishwa (muundo wa saketi umebainishwa kwenye barakoa) juu yake, na hatimaye uiangazie kwa mwanga wa urefu maalum wa wimbi. Kinga mwanga itaamilishwa katika eneo lililoamilishwa. Kwa kuwa eneo lililozuiwa na barakoa haliangaziwa na chanzo cha mwanga, kipande hiki cha kinga mwanga hakiamilishwa.

Kwa kuwa kipingamizi cha mwanga kilichowashwa ni rahisi sana kuoshwa na kioevu maalum cha kemikali, huku kipingamizi cha mwanga kisichowashwa hakiwezi kuoshwa, baada ya kuangaziwa, kioevu maalum hutumika kuosha kipingamizi cha mwanga kilichowashwa, na hatimaye huwa hivi, na kuacha kipingamizi cha mwanga ambapo Poly na SiO2 zinahitaji kuhifadhiwa, na kuondoa kipingamizi cha mwanga ambapo hakihitaji kuhifadhiwa.