Ýarymgeçiriji proses akymy

Fizika ýa-da matematika öwrenmedik bolsaňyz hem, ony düşünip bilersiňiz, ýöne ol biraz aňsat we täze başlanlar üçin amatly. CMOS barada has köp bilmek isleseňiz, bu sanynyň mazmunyny okamaly, sebäbi diňe proses akymyny (ýagny diodyň önümçilik prosesini) düşünenden soň, aşakdaky mazmuny düşünmäge dowam edip bilersiňiz. Soňra bu sanynda bu CMOS-yň dökümçilik kompaniýasynda nähili öndürilýändigini öwreneliň (öňdebaryjy däl prosesi mysal hökmünde alyp, ösen prosesiň CMOS gurluşy we önümçilik prinsipi boýunça tapawutlanýar).

Ilki bilen, guýma zawodynyň üpjün edijiden alýan waflileriniň (kremniý waferüpjün ediji) bir-birden, radiusy 200 mm (8 dýuýmzawod) ýa-da 300 mm (12 dýuýmzawod). Aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, ol hakykatda uly torta meňzeýär, biz ony substrat diýip atlandyrýarys.

Ýöne, muňa şeýle seretmek bize amatly däl. Biz aşakdan ýokary seredýäris we kesişen görnüşine seredýäris, ol aşakdaky şekile öwrülýär.

Indi, CMOS modeliniň nähili görünýändigine seredeliň. Hakyky proses müňlerçe ädim talap edýändigi sebäpli, men bu ýerde iň ýönekeý 8 dýuýmlyk plastinkanyň esasy ädimleri barada gürrüň bererin.

 

 

Guýuny ýasamak we inwersiýa gatlagy:

Ýagny, guýy substrata ion implantasiýa (Ion Implantasiýa, mundan beýläk imp diýlip atlandyrylýar) arkaly implantasiýa edilýär. NMOS öndürmek isleseňiz, P-tipli guýulary implantasiýa etmeli. PMOS öndürmek isleseňiz, N-tipli guýulary implantasiýa etmeli. Siziň amatlylygyňyz üçin, mysal hökmünde NMOS-y alyp göreliň. Ion implantasiýa enjamy substrata implantasiýa edilmeli P-tipli elementleri belli bir çuňluga implantasiýa edýär we soňra bu ionlary işjeňleşdirmek we olary daş-töwerege ýaýratmak üçin olary peç turbasynda ýokary temperaturada gyzdyrýar. Bu guýynyň önümçiligini tamamlaýar. Önümçilik tamamlanandan soň şeýle görünýär.

Guýy ýasalandan soň, başga ion implantasiýa ädimleri bar, olaryň maksady kanalyň togunyň we bosaga naprýaženiýesiniň ululygyny dolandyrmakdyr. Her kim ony inwersiýa gatlagy diýip atlandyryp biler. Eger NMOS ýasamak isleseňiz, inwersiýa gatlagy P-tipli ionlar bilen, eger PMOS ýasamak isleseňiz, inwersiýa gatlagy N-tipli ionlar bilen implantasiýa edilýär. Implantasiýadan soň, ol aşakdaky modeldir.

Bu ýerde energiýa, burç, ion implantasiýa wagtyndaky ion konsentrasiýasy ýaly köp mazmun bar, olar bu sanda görkezilmeýär we meniň pikirimçe, eger siz bu zatlary bilýän bolsaňyz, onda siz içerki adam bolmaly we olary öwrenmegiň ýoluny bilmeli.

 

SiO2 öndürmek:

Kremniý dioksidi (SiO2, mundan beýläk oksid diýlip atlandyrylýar) soňra öndüriler. CMOS önümçilik prosesinde oksid öndürmegiň köp usullary bar. Bu ýerde SiO2 derweze astynda ulanylýar we onuň galyňlygy bosaga naprýaženiýesiniň ululygyna we kanalyň togunyň ululygyna gönüden-göni täsir edýär. Şonuň üçin döküm zawodlarynyň köpüsi bu ädimde iň ýokary hilli, iň takyk galyňlyk gözegçiligi we iň gowy deňlik bilen peç turbasynyň oksidlenme usulyny saýlaýarlar. Aslynda, bu örän ýönekeý, ýagny kislorodly peç turbasynda kislorodyň we kremniýiň himiki taýdan reaksiýa girip, SiO2 öndürmegine mümkinçilik bermek üçin ýokary temperatura ulanylýar. Şeýlelik bilen, aşakdaky suratda görkezilişi ýaly, Si ýüzünde inçe SiO2 gatlagy emele gelýär.

Elbetde, bu ýerde näçe gradus gerekdigi, näçe konsentrasiýada kislorod gerekdigi, näçe wagtlap ýokary temperatura gerekdigi we ş.m. ýaly köp sanly anyk maglumatlar hem bar. Häzirki wagtda bulary göz öňünde tutmaýarys, olar örän anyk.

Derwezäniň ujunyň Poli gurluşy:

Ýöne heniz gutarmady. SiO2 diňe bir sapak bilen deňdir we hakyky derweze (Poly) heniz başlamady. Şonuň üçin indiki ädimimiz SiO2-niň üstüne polisilikon gatlagyny goýmakdyr (polisilikon hem ýeke-täk kremniý elementinden ybarat, ýöne tor gurluşy başgaça. Substrat näme üçin bir kristally kremniý, derweze bolsa polisilikon ulanýar diýip soramaň. "Ýarymgeçiriji fizikasy" atly kitap bar. Bu barada öwrenip bilersiňiz. Bu utançly~). Poli hem CMOS-da örän möhüm halkadyr, ýöne poliniň komponenti Si we ony SiO2-ni ösdürmek ýaly Si substraty bilen gönüden-göni reaksiýa arkaly döredip bolmaýar. Munuň üçin wakuumda himiki reaksiýa geçirip, emele gelen obýekti waferde çökdürmek üçin meşhur CVD (Himiki bug çökündisi) gerek. Bu mysalda emele gelen madda polisilikondyr we soňra waferde çökündi (bu ýerde poliniň peç turbasynda CVD arkaly emele gelýändigini aýtmaly, şonuň üçin poliniň döremegi arassa CVD enjamy tarapyndan amala aşyrylmaýar).

Ýöne bu usul bilen emele gelen polisilikon tutuş waferiň üstünde çöker we çökenden soň şeýle görünýär.

 

Poli we SiO2-niň täsiri:

Bu ädimde, isleýän dik gurluşymyz hakykatdanam emele geldi, ýokarsynda poli, aşagynda SiO2 we aşagynda substrat bar. Emma indi tutuş plastinka şeýle we bize diňe "kranyň" gurluşy bolmak üçin belli bir ýer gerek. Şeýlelikde, tutuş prosesde iň möhüm ädim bar - ekspozisiýa.
Ilki bilen waferiň ýüzüne fotorezist gatlagyny ýaýradýarys we ol şeýle bolýar.

Soňra kesgitlenen maskany (zynjyr şekli maskada kesgitlenen) onuň üstüne goýuň we ahyrsoňy belli bir tolkun uzynlygyndaky ýagtylyk bilen şöhlelendiriň. Fotorezist şöhlelenen ýerde işjeňleşdiriler. Maska bilen ýapylan ýer ýagtylyk çeşmesi bilen ýagtylandyrylmaýandygy sebäpli, bu fotorezist bölegi işjeňleşdirilmeýär.

Aktiwleşdirilen fotorezisti belli bir himiki suwuklyk bilen ýuwup aýyrmak has aňsat bolany üçin, aktiwleşdirilmedik fotorezisti ýuwup bolmaýarka, şöhlelendirmeden soň, aktiwleşdirilen fotorezisti ýuwmak üçin belli bir suwuklyk ulanylýar we ahyrsoňy şeýle bolýar, fotorezisti Poly we SiO2-niň saklanmaly ýerinde galdyrýar we fotorezisti saklamagyň gerek bolmadyk ýerinde aýyrýar.