Ada era, di mana komputer seukuran raksasa sehingga untuk memasangnya, ruang ruang diperlukan dengan mudah. Tetapi hari ini mereka begitu berkembang sehingga kita dapat membawanya sebagai buku nota dengan mudah. Inovasi yang memungkinkan ini adalah konsep Litar Bersepadu. Dalam Litar Bersepadu , sebilangan besar aktif dan unsur pasif bersama-sama dengan sambungan mereka dikembangkan di atas wafer silikon kecil yang biasanya berukuran 50 hingga 50 mil dalam keratan rentas. Proses asas yang diikuti untuk penghasilan litar tersebut meliputi pertumbuhan epitaxial, penyebaran kotoran bertopeng, pertumbuhan oksida, dan pengukuhan oksida, menggunakan fotolitografi untuk membuat corak.
Komponen di atas wafer merangkumi perintang, transistor, diod, kapasitor dan lain-lain ... Elemen yang paling rumit untuk dihasilkan di atas IC ialah transistor. Transistor adalah pelbagai jenis seperti CMOS, BJT, FET. Kami memilih jenis teknologi transistor yang akan dilaksanakan melalui IC berdasarkan keperluan. Dalam artikel ini mari kita membiasakan diri dengan konsep Pembuatan CMOS (atau) pembuatan transistor sebagai CMOS.
Pembuatan CMOS
Untuk keperluan pelesapan kuasa yang kurang Teknologi CMOS digunakan untuk melaksanakan transistor. Sekiranya kita memerlukan litar yang lebih pantas, maka transistor dilaksanakan secara berlebihan IC menggunakan BJT . Pembuatan dari Transistor CMOS kerana IC boleh dilakukan dalam tiga kaedah yang berbeza.
Teknologi N-well / P-well, di mana penyebaran jenis-n dilakukan melalui substrat jenis-p atau penyebaran jenis-p masing-masing dilakukan terhadap substrat jenis-n.
The Teknologi telaga berkembar , di mana NMOS dan transistor PMOS dikembangkan di atas wafer dengan penyebaran serentak ke atas asas pertumbuhan epitaxial, bukannya substrat.
Proses silikon Pada Penebat, di mana daripada menggunakan silikon sebagai substrat, bahan penebat digunakan untuk meningkatkan kelajuan dan kerentanan penahan.
Teknologi N- telaga / P- telaga
CMOS boleh diperoleh dengan menggabungkan kedua-duanya Transistor NMOS dan PMOS di atas wafer silikon yang sama. Dalam teknologi sumur N sumur jenis-n disebarkan pada substrat jenis-p sedangkan di sumur-P itu sebaliknya.
Langkah-langkah Pembuatan CMOS
The Proses fabrikasi CMOS aliran dijalankan menggunakan dua puluh langkah fabrikasi asas semasa dibuat menggunakan teknologi telaga N / telaga.
Pembuatan CMOS menggunakan N dengan baik
Langkah 1: Pertama kita memilih substrat sebagai asas untuk fabrikasi. Untuk N- well, substrat silikon jenis-P dipilih.
Substrat
Langkah 2 - Pengoksidaan: Penyebaran selektif kekotoran jenis-n dicapai menggunakan SiO2 sebagai penghalang yang melindungi bahagian wafer daripada pencemaran substrat. SiOduadisusun oleh proses pengoksidaan yang dilakukan dengan memperlihatkan substrat kepada oksigen dan hidrogen berkualiti tinggi dalam ruang pengoksidaan sekitar 10000c
Pengoksidaan
Langkah 3 - Pertumbuhan Fotoresis: Pada tahap ini untuk membolehkan etsa selektif, lapisan SiO2 dikenakan proses fotolitografi. Dalam proses ini, wafer dilapisi dengan filem seragam emulsi fotosensitif.
Pertumbuhan Fotoresis
Langkah 4 - Melindungi: Langkah ini adalah kesinambungan proses fotolitografi. Dalam langkah ini, corak keterbukaan yang diinginkan dibuat menggunakan stensil. Stensil ini digunakan sebagai topeng pada alat fotoresis. Substrat kini terdedah kepada Sinar UV fotoresis yang terdapat di bawah kawasan topeng yang terdedah akan dipolimerisasi.
Topeng Fotoresis
Langkah 5 - Pembuangan Photoresist yang Tidak Terdedah: Topeng dikeluarkan dan kawasan fotoresis yang tidak terpapar dilarutkan dengan mengembangkan wafer menggunakan bahan kimia seperti Trichloretilena.
Penyingkiran Fotoresis
Langkah 6 - Pengukiran: Wafer direndam dalam larutan etsa asid hidrofluorik, yang menghilangkan oksida dari kawasan di mana dopan hendak disebarkan.
Pengukiran SiO2
Langkah 7 - Penyingkiran Lapisan Fotoresis Seluruh: Semasa proses pengukiran , bahagian SiO2 yang dilindungi oleh lapisan fotoresis tidak terjejas. Topeng fotoresis kini dilucutkan dengan pelarut kimia (H2SO4 panas).
Penyingkiran Lapisan Fotoresis
Langkah 8 - Pembentukan telaga N: Kekotoran jenis-n disebarkan ke dalam substrat jenis-p melalui kawasan yang terdedah sehingga membentuk telaga-N.
Pembentukan telaga-N
Langkah 9 - Penyingkiran SiO2: Lapisan SiO2 kini dikeluarkan dengan menggunakan asid hidrofluorik.
Penyingkiran SiO2
Langkah 10 - Pemendapan Polysilicon: Ketidakseimbangan gerbang a Transistor CMOS akan menyebabkan kapasitansi yang tidak diingini yang boleh membahayakan litar. Oleh itu, untuk mencegah 'Proses gerbang selaras sendiri' lebih disukai di mana kawasan gerbang dibentuk sebelum pembentukan sumber dan saliran menggunakan implantasi ion.
Pemendapan Polysilicon
Polysilicon digunakan untuk pembentukan gerbang kerana dapat menahan suhu tinggi lebih besar dari 80000c apabila wafer dikenakan kaedah penyepuhlindapan untuk pembentukan sumber dan longkang. Polysilicon didepositkan dengan menggunakan Proses Pemendapan Kimia di atas lapisan nipis oksida gerbang. Oksida gerbang nipis ini di bawah lapisan Polysilicon menghalang penyusupan lebih jauh di bawah kawasan gerbang.
Langkah 11 - Pembentukan Wilayah Gerbang: Kecuali dua wilayah yang diperlukan untuk pembentukan gerbang untuk Transistor NMOS dan PMOS bahagian Polysilicon yang tersisa dilucutkan.
Pembentukan Wilayah Gerbang
Langkah 12 - Proses Pengoksidaan: Lapisan pengoksidaan disimpan di atas wafer yang bertindak sebagai pelindung untuk lebih jauh proses penyebaran dan metalisasi .
Proses Pengoksidaan
Langkah 13 - Penutup dan Penyebaran: Untuk membuat kawasan untuk penyebaran kekotoran jenis-n menggunakan proses penyamaran jurang kecil dibuat.
Menyamar
Menggunakan proses penyebaran tiga wilayah n + dikembangkan untuk pembentukan terminal NMOS.
Penyebaran N
Langkah 14 - Penyingkiran Oksida: Lapisan oksida dilucutkan.
Penyingkiran Oksida
Langkah 15 - Penyebaran Jenis-P: Sama dengan penyebaran jenis-n untuk membentuk terminal penyebaran jenis-p PMOS yang dijalankan.
Difusi Jenis-P
Langkah 16 - Peletakan oksida Medan Tebal: Sebelum membentuk terminal logam, medan tebal oksida dibentangkan untuk membentuk lapisan pelindung bagi kawasan wafer di mana tidak diperlukan terminal.
Lapisan oksida Medan Tebal
Langkah 17 - Metallisasi: Langkah ini digunakan untuk pembentukan terminal logam yang dapat menyediakan saling hubungan. Aluminium tersebar di seluruh wafer.
Metallisasi
Langkah 18 - Penyingkiran Logam Lebihan: Lebihan logam dikeluarkan dari wafer.
Langkah 19 - Pembentukan Terminal: Dalam jurang yang terbentuk setelah penyingkiran lebihan terminal logam dibentuk untuk saling hubungan.
Pembentukan Terminal
Langkah 20 - Menetapkan Nama Terminal: Nama ditugaskan ke terminal Transistor NMOS dan PMOS .
Menetapkan nama Terminal
Pembuatan CMOS menggunakan Teknologi P telaga
Proses p-sumur serupa dengan proses sumur N kecuali di sini substrat jenis-n digunakan dan penyebaran jenis-p dilakukan. Untuk kesederhanaan biasanya, proses sumur N lebih disukai.
Pembuatan Tiub Berkembar CMOS
Dengan menggunakan proses Twin-tube seseorang dapat mengawal penambahan peranti jenis P dan N. Pelbagai langkah yang terlibat dalam pembuatan CMOS menggunakan kaedah Twin-tube adalah seperti berikut
- Substrat jenis n atau p-popet yang ringan diambil dan lapisan epitaxial digunakan. Lapisan epitaxial melindungi masalah penahan pada cip.
- Lapisan silikon dengan ketulenan tinggi dengan ketebalan yang diukur dan kepekatan dopan tepat ditanam.
- Pembentukan tiub untuk telaga P dan N.
- Pembinaan oksida nipis untuk perlindungan dari pencemaran semasa proses penyebaran.
- Sumber dan saliran dibentuk menggunakan kaedah implantasi ion.
- Potongan dibuat untuk membuat bahagian untuk kenalan logam.
- Metallisasi dilakukan untuk melukis kenalan logam
Susun atur IC CMOS
Pandangan atas dari ke CMOS fabrikasi dan susun atur diberikan. Di sini pelbagai kenalan logam dan penyebaran telaga N dapat dilihat dengan jelas.
Susun atur IC CMOS
Oleh itu, ini semua berkaitan Teknik fabrikasi CMOS . Mari kita pertimbangkan wafer 1-dalam-persegi yang dibahagikan kepada 400 kepingan luas permukaan 50 mil hingga 50 mil. Ia memerlukan keluasan 50 mil2 untuk membuat transistor. Oleh itu setiap IC mengandungi 2 transistor sehingga terdapat 2 x 400 = 800 transistor yang dibina pada setiap wafer. Sekiranya 10 wafer diproses setiap batch maka 8000 transistor dapat dihasilkan secara serentak. Apakah pelbagai komponen yang anda perhatikan pada IC?
