Ярымүткәргечле процесс агымы

Сез моны физика яки математиканы беркайчан да өйрәнмәгән булсагыз да аңлый аласыз, ләкин ул бераз гади һәм яңа башлап җибәрүчеләр өчен яраклы. Әгәр дә сез CMOS турында күбрәк белү телисез икән, бу санның эчтәлеген укырга кирәк, чөнки процесс агымын (ягъни диодның җитештерү процессын) аңлаганнан соң гына сез түбәндәге эчтәлекне аңлый аласыз. Аннары, әйдәгез, бу санда кою компаниясендә бу CMOS ничек җитештерелүе турында белик (алдынгы булмаган процессны мисал итеп алсак, алдынгы процессның CMOS структурасы һәм җитештерү принцибы буенча аерылып тора).

Беренчедән, сез кою заводы тәэмин итүчедән алган пластиналарның (кремний пластинасытәэмин итүче) берәм-берәм, радиусы 200 мм (8 дюймлызавод) яки 300 мм (12 дюймлызавод). Түбәндәге рәсемдә күрсәтелгәнчә, ул чынлыкта зур тортка охшаган, без аны субстрат дип атыйбыз.

Ләкин безгә моны болай карау уңайлы түгел. Без астан өскә карыйбыз һәм кисемтә күренешенә карыйбыз, ул түбәндәге рәсемгә әйләнә.

Аннары, CMOS моделенең ничек күренгәнен карыйк. Чын процесс меңләгән адым таләп иткәнлектән, мин монда иң гади 8 дюймлы пластинаның төп адымнары турында сөйләрмен.

 

 

Кое ясау һәм инверсия катламы:

Ягъни, кое субстратка ион имплантациясе (Ион имплантациясе, алга таба imp дип атала) ярдәмендә имплантацияләнә. Әгәр сез NMOS ясарга телисез икән, сезгә P-типтагы коелар имплантацияләргә кирәк. Әгәр сез PMOS ясарга телисез икән, сезгә N-типтагы коелар имплантацияләргә кирәк. Сезнең уңайлыгыгыз өчен, мисал итеп NMOS алыйк. Ион имплантацияләү машинасы субстратка имплантацияләнәчәк P-типтагы элементларны билгеле бер тирәнлеккә имплантацияли, аннары аларны мич торбасында югары температурада җылыта, бу ионнарны активлаштыра һәм аларны тирә-якка тарата. Бу кое җитештерүне тәмамлый. Җитештерү тәмамланганнан соң ул менә нинди күренә.

Кое ясаганнан соң, башка ион имплантацияләү адымнары да бар, аларның максаты - канал тогы һәм бусага көчәнеше зурлыгын контрольдә тоту. Һәркем аны инверсия катламы дип атый ала. Әгәр сез NMOS ясарга телисез икән, инверсия катламына P-типтагы ионнар, ә PMOS ясарга телисез икән, инверсия катламына N-типтагы ионнар урнаштырыла. Имплантацияләгәннән соң, ул түбәндәге модель.

Монда бик күп эчтәлек бар, мәсәлән, энергия, почмак, ион имплантациясе вакытында ион концентрациясе һ.б., алар бу чыгарылышка кертелмәгән, һәм мин уйлыйм, әгәр сез боларны беләсез икән, сез эчке кеше булырга тиеш, һәм аларны өйрәнү ысулыгыз булырга тиеш.

 

SiO2 ясау:

Кремний диоксиды (SiO2, алга таба оксид дип атала) соңрак ясалачак. CMOS җитештерү процессында оксид ясауның күп ысуллары бар. Монда SiO2 капка астында кулланыла, һәм аның калынлыгы турыдан-туры бусага көчәнеше зурлыгына һәм канал тогы зурлыгына тәэсир итә. Шуңа күрә күпчелек кою заводлары бу этапта иң югары сыйфатлы, иң төгәл калынлык контроле һәм иң яхшы бердәмлек белән мич торбасын оксидлаштыру ысулын сайлыйлар. Чынлыкта, бу бик гади, ягъни кислородлы мич торбасында кислород һәм кремнийның химик реакциягә кереп, SiO2 барлыкка китерүенә мөмкинлек бирү өчен югары температура кулланыла. Шулай итеп, түбәндәге рәсемдә күрсәтелгәнчә, Si өслегендә SiO2 нечкә катламы барлыкка килә.

Әлбәттә, монда шулай ук ​​күп конкрет мәгълүмат бар, мәсәлән, күпме градус кирәк, күпме кислород концентрациясе кирәк, югары температура күпме вакыт кирәк һ.б. Без хәзер болар турында уйламыйбыз, алар бик конкрет.

Капка очы полиэстрының формалашуы:

Ләкин әле бетмәгән. SiO2 җепкә тиң, ә чын капка (Поли) әле башланмаган. Шуңа күрә безнең киләсе адым - SiO2 өстенә полискремний катламы салу (поликремний да бер кремний элементыннан тора, ләкин рәшәткә урнашуы башкача. Ни өчен субстрат монокристалл кремний куллана, ә капка полискремний куллана дип сорамагыз. "Ярымүткәргеч физикасы" дигән китап бар. Сез бу турыда белә аласыз. Бу оят~). Поли шулай ук ​​CMOSта бик мөһим звено, ләкин поли компоненты Si, һәм аны SiO2 үстерү кебек Si субстраты белән турыдан-туры реакция аша барлыкка китереп булмый. Моның өчен легендар CVD (Химик пар утырту) кирәк, ул вакуумда химик реакциягә керә һәм барлыкка килгән әйберне пластинага төшерә. Бу мисалда барлыкка килгән матдә полискремний, аннары пластинага төшерелә (монда мин поли мич трубкасында CVD ярдәмендә барлыкка килә дип әйтергә тиеш, шуңа күрә поли генерациясе саф CVD машинасы белән башкарылмый).

Ләкин бу ысул белән барлыкка килгән полискремний бөтен пластинага утырачак, һәм ул утырганнан соң шулай күренә.

 

Поли һәм SiO2 тәэсире:

Бу этапта без теләгән вертикаль структура чыннан да формалаштырылган, өске өлешендә поли, аста SiO2 һәм аскы өлешендә субстрат бар. Ләкин хәзер бөтен пластина менә шулай, һәм безгә "кран" структурасы булыр өчен билгеле бер позиция генә кирәк. Шулай итеп, бөтен процессның иң мөһим этабы бар - экспозиция.
Башта пластина өслегенә фоторезист катламы җәйдек, һәм ул менә болай була.

Аннары билгеләнгән битлекне (схема схемасы битлектә билгеләнгән) куегыз һәм ахырда аны билгеле бер дулкын озынлыгындагы яктылык белән нурландырыгыз. Фоторезист нурландырылган өлкәдә активлашачак. Битлек белән капланган өлкә яктылык чыганагы белән яктыртылмаганлыктан, фоторезистның бу кисәге активлашмый.

Активлаштырылган фоторезистны билгеле бер химик сыеклык белән юып алу аеруча җиңел булганлыктан, ә активлашмаган фоторезистны юып алып булмый, шуңа күрә нурланыштан соң, активлаштырылган фоторезистны юып алу өчен билгеле бер сыеклык кулланыла, һәм ниһаять, ул шулай була: фоторезистны Poly һәм SiO2 тотарга кирәк булган урында калдыралар, ә фоторезистны сакларга кирәк булмаган урында алып ташлыйлар.