Siz buni hech qachon fizika yoki matematika fanlarini o'rganmagan bo'lsangiz ham tushunishingiz mumkin, ammo bu biroz sodda va yangi boshlanuvchilar uchun mos. Agar siz CMOS haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, ushbu sonning mazmunini o'qib chiqishingiz kerak, chunki faqat jarayon oqimini (ya'ni diod ishlab chiqarish jarayonini) tushunganingizdan keyingina quyidagi mazmunni tushunishda davom etishingiz mumkin. Keyin keling, ushbu sonda quyish kompaniyasida ushbu CMOS qanday ishlab chiqarilishi haqida bilib olaylik (rivojlanmagan jarayonni misol qilib olsak, rivojlangan jarayonning CMOS tuzilishi va ishlab chiqarish printsipi jihatidan farq qiladi).
Avvalo, siz quyish sexi yetkazib beruvchidan oladigan gofretlarni (kremniy gofretyetkazib beruvchi) birma-bir, radiusi 200 mm (8 dyuymlizavod) yoki 300 mm (12 dyuymlizavod). Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, u aslida katta tortga o'xshaydi, biz uni substrat deb ataymiz.
Biroq, bunga shunday qarash biz uchun qulay emas. Biz pastdan yuqoriga qaraymiz va quyidagi rasmga aylanadigan kesim ko'rinishiga qaraymiz.
Keyin, CMOS modeli qanday ko'rinishini ko'rib chiqaylik. Haqiqiy jarayon minglab bosqichlarni talab qilganligi sababli, men bu yerda eng oddiy 8 dyuymli plastinkaning asosiy bosqichlari haqida gapirib beraman.
Quduq va inversiya qatlamini yaratish:
Ya'ni, quduq substratga ion implantatsiyasi (Ion Implantatsiyasi, bundan keyin imp deb yuritiladi) orqali implantatsiya qilinadi. Agar siz NMOS qilmoqchi bo'lsangiz, P-turdagi quduqlarni implantatsiya qilishingiz kerak. Agar siz PMOS qilmoqchi bo'lsangiz, N-turdagi quduqlarni implantatsiya qilishingiz kerak. Sizning qulayligingiz uchun NMOSni misol qilib olaylik. Ion implantatsiya mashinasi substratga implantatsiya qilinadigan P-turdagi elementlarni ma'lum bir chuqurlikka implantatsiya qiladi va keyin ularni o'choq trubkasida yuqori haroratda qizdirib, bu ionlarni faollashtiradi va ularni atrofga tarqatadi. Bu quduqni ishlab chiqarishni yakunlaydi. Ishlab chiqarish tugagandan so'ng u shunday ko'rinadi.
Quduqni yasagandan so'ng, boshqa ion implantatsiya bosqichlari mavjud, ularning maqsadi kanal oqimi va chegara kuchlanishining o'lchamini boshqarishdir. Hamma uni inversiya qatlami deb atashi mumkin. Agar siz NMOS yaratmoqchi bo'lsangiz, inversiya qatlami P-turdagi ionlar bilan, agar siz PMOS yaratmoqchi bo'lsangiz, inversiya qatlami N-turdagi ionlar bilan joylashtiriladi. Implantatsiyadan so'ng, bu quyidagi model.
Bu yerda energiya, burchak, ion implantatsiyasi paytida ion konsentratsiyasi va boshqalar kabi ko'plab ma'lumotlar mavjud bo'lib, ular ushbu songa kiritilmagan va menimcha, agar siz bu narsalarni bilsangiz, siz ichki mutaxassis bo'lishingiz va ularni o'rganish yo'lingizga ega bo'lishingiz kerak.
SiO2 ni yaratish:
Keyinchalik kremniy dioksidi (SiO2, bundan keyin oksid deb yuritiladi) ishlab chiqariladi. CMOS ishlab chiqarish jarayonida oksid ishlab chiqarishning ko'plab usullari mavjud. Bu yerda SiO2 darvoza ostida ishlatiladi va uning qalinligi to'g'ridan-to'g'ri chegara kuchlanishining kattaligiga va kanal oqimining kattaligiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, ko'pgina quyish zavodlari bu bosqichda eng yuqori sifatli, eng aniq qalinlikni boshqarish va eng yaxshi bir xillikka ega bo'lgan pech naychasining oksidlanish usulini tanlaydilar. Aslida, bu juda oddiy, ya'ni kislorodli pech naychasida kislorod va kremniyning kimyoviy reaksiyaga kirishib, SiO2 hosil qilishiga imkon berish uchun yuqori harorat qo'llaniladi. Shu tarzda, quyidagi rasmda ko'rsatilganidek, Si yuzasida yupqa SiO2 qatlami hosil bo'ladi.
Albatta, bu yerda qancha daraja kerakligi, qancha kislorod konsentratsiyasi kerakligi, yuqori harorat qancha vaqt talab qilinishi va hokazo kabi juda ko'p aniq ma'lumotlar ham mavjud. Bular biz hozir ko'rib chiqayotgan narsalar emas, ular juda aniq.
Darvoza uchi polietilenining shakllanishi:
Lekin hali tugamadi. SiO2 shunchaki ipga teng va haqiqiy darvoza (Poly) hali boshlanmagan. Shunday qilib, bizning keyingi qadamimiz SiO2 ustiga polisilikon qatlamini yotqizishdir (polisilikon ham bitta kremniy elementidan iborat, ammo panjara tuzilishi boshqacha. Mendan nima uchun substrat monokristalli kremniydan, darvoza esa polisilikondan foydalanishini so'ramang. "Yarimo'tkazgichlar fizikasi" nomli kitob bor. Siz bu haqda bilib olishingiz mumkin. Bu juda xijolatli~). Poli ham CMOSda juda muhim bo'g'in, ammo polining tarkibiy qismi Si bo'lib, uni SiO2 ni o'stirish kabi Si substrati bilan to'g'ridan-to'g'ri reaksiya orqali hosil qilib bo'lmaydi. Buning uchun afsonaviy CVD (Kimyoviy bug' cho'kmasi) talab qilinadi, bu vakuumda kimyoviy reaksiyaga kirishish va hosil bo'lgan obyektni plastinka ustiga cho'ktirishdir. Ushbu misolda hosil bo'lgan modda polisilikon bo'lib, keyin plastinka ustiga cho'ktiriladi (bu yerda poli pech naychasida CVD tomonidan hosil bo'ladi, shuning uchun poli hosil bo'lishi sof CVD mashinasi tomonidan amalga oshirilmaydi).
Lekin bu usul bilan hosil bo'lgan polisilikon butun plastinka ustida cho'kadi va yog'ingarchilikdan keyin shunday ko'rinadi.
Poli va SiO2 ga ta'sir qilish:
Bu bosqichda biz xohlagan vertikal struktura aslida hosil bo'ldi, tepasida poli, pastki qismida SiO2 va pastki qismida substrat mavjud. Ammo endi butun plastinka shunday va bizga "jo'mrak" strukturasi bo'lish uchun faqat ma'lum bir pozitsiya kerak. Shunday qilib, butun jarayonda eng muhim bosqich - ta'sir qilish mavjud.
Avval plastinka yuzasiga fotorezist qatlamini surtamiz va u quyidagicha bo'ladi.
Keyin belgilangan niqobni (sxema naqshi niqobda aniqlangan) ustiga qo'ying va nihoyat uni ma'lum bir to'lqin uzunligidagi yorug'lik bilan nurlantiring. Fotorezist nurlantirilgan sohada faollashadi. Niqob bilan to'sib qo'yilgan soha yorug'lik manbai tomonidan yoritilmaganligi sababli, bu fotorezist bo'lagi faollashmaydi.
Faollashtirilgan fotorezistni ma'lum bir kimyoviy suyuqlik bilan yuvish juda oson bo'lgani uchun, faollashtirilmagan fotorezistni yuvib bo'lmasligi sababli, nurlanishdan so'ng, faollashtirilgan fotorezistni yuvish uchun ma'lum bir suyuqlik ishlatiladi va nihoyat u shunday bo'ladi, fotorezist Poly va SiO2 ni ushlab turish kerak bo'lgan joyda qoladi va fotorezistni ushlab turish kerak bo'lmagan joyda olib tashlanadi.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 23-avgust