Hogyan készülnek mikroszkópos tranzisztorok a mikrochipeken?

A mikrochipeket nagyon sokféle folyamatlépés segítségével készítik. Minden lépésnek alapvetően két fő összetevője van – maszkolja le a területeket a működéshez, majd végezzen valamilyen műveletet ezeken a területeken. A maszkolási lépés többféle technikával végezhető. A legelterjedtebb nevezzük fotolitográfiának. Ebben a folyamatban az ostyát nagyon vékony fényérzékeny vegyi anyag bevonja. Ezt a réteget ezután egy nagyon bonyolult mintázatban tesszük ki, amely egy rövid hullámhosszú fényű maszkról vetül ki. A felhasznált maszkok összessége meghatározza a chip kialakítását, ők a chip tervezési folyamatának végső termékei. A jellemző mérete Az ostya fotoreziszt bevonatára vetítve a felhasznált fény hullámhossza határozza meg. Amint a fotoreziszt ki van téve, azt fejlesztik az alatta lévő felület feltárására. A kitett területeket más eljárásokkal is működtethetjük – pl. maratás, ionbeültetés stb. Ha a fotolitográfia nem rendelkezik elegendő felbontással, akkor van egy másik technika, amely fókuszált elektronnyalábokat használ ugyanahhoz. Előnye, hogy nincs szükség maszkra, mivel a geometria egyszerűen be van programozva a gépbe, azonban ez sokkal lassabb mivel a sugárnak (vagy több nyalábnak) ki kell derítenie az egyes jellemzőket.

Maguk a tranzisztorok több rétegből vannak felépítve. Manapság a legtöbb chip CMOS, ezért röviden bemutatom a MOSFET tranzisztor felépítésének módja. Ezt a módszert “önbeálló kapu” módszernek hívják, mivel a kaput a forrás és a lefolyó előtt helyezik el, így a kapun belüli bármilyen eltérés kompenzálásra kerül. Az első lépés a kutak lefektetése, amelyekbe a tranzisztorokat helyezik. A kutak átalakítják a szilíciumot a tranzisztor építésének megfelelő típusává (N típusú, P típusú szilíciumra N-csatornás MOSFET-et, N-típusú szilíciumra pedig P-csatornás MOSFET-t kell építeni). Ez úgy történik, hogy lefektetnek egy fotorezisztorréteget, majd ionimplantáció segítségével ionokat kényszerítenek az ostyába a kitett területeken. Ezután a kapu-oxidot az ostya tetejére növesztik. Szilícium-forgácson általában oxidálandó szilícium-dioxid-üveg. Ez úgy történik, hogy a forgácsot magas hőmérsékleten oxigénnel kemencében sütjük. Ezután egy réteg szilícium- vagy fémréteget borítunk le az oxid tetejére. Ez a réteg marást követően képezi a kaput. Ezután egy fotorezisztorréteget teszünk le és teszünk ki. A kitett területek el vannak vésve, így a tranzisztoros kapuk elmaradnak. Ezután egy újabb fotolitográfiai kört használnak a tranzisztor források és lefolyók régióinak elfedésére. Az ion beültetésével létrehozzák a forrás és a leeresztő elektródákat a kitett területeken. Maga a kapuelektróda a tranzisztorcsatorna maszkjaként működik, biztosítva, hogy a forrás és a lefolyó pontosan a kapuelektróda széléhez legyen adalékolva. Ezután az ostyát megsütjük úgy, hogy a beültetett ionok kissé a kapuelektróda alatt működjenek. Ezt követően a tranzisztorok elkészültek, és a vezetékrétegek egymás után épülnek fel.

Előkaptam pár tisztességes videót, amelyek valójában oktató videók, és nem PR videók:

http://www.youtube.com/watch?v=35jWSQXku74

http://www.youtube.com/watch?v=z47Gv2cdFtA

Megjegyzések

• A mikrochipek létrehozásának kulcsa alapvetően a fény hullámhossza, az ionok manipulálása és ennek bármilyen gradiense?
• Jobbra a fényt használják arra, hogy a mintát az ostya felületére vetítsék, ezért a hullámhossznak elég rövidnek kell lennie, hogy a vonások élesek legyenek. Ezután az ionokkal megváltoztatják a félvezető karakterét, hogy létrehozzák mindazokat a pn csomópontokat, amelyek működtetik a tranzisztorokat.
• Meglep, hogy ennek az információ mennyire kézzelfogható / érthető, bemutatja az információt nagyon jól, és ezt köszönöm.

Ez fényképészeti folyamat, bizonyos szempontból hasonló külön expozíciós és fejlesztési lépésekkel rendelkező filmkamerához. Nem kell a funkciókat tényleges méretben kinyomtatniuk; kezelhető méretben kinyomtathatja őket, és lencsékkel fókuszálhatja a képet a szilíciumra.

Megjegyzések

• A tranzisztor gerendák esetén jön létre A tranzisztor alakú fény fénye ragyog a szilícium ostyákra. Ez igaz?
• Alapvetően igen. A folyamat többször megismétli a különböző funkciók létrehozását, ezért ' senki nem " tranzisztor alakú ".
• És mivel ' fényképes, szó szerint bármi hatékony lehet " vágó " eszköz, még egy por vagy szösz is. És a nyers tűrések egyébként is meglehetősen szélesek. Tehát minden kockát ki kell próbálni, mielőtt becsomagolják.
• Ahogy értem, légszűrő gépek vannak, amelyek folyamatosan köröznek a létesítményekben, amelyek mikrochipeket gyártanak. Zavarban vagyok az általad mondott " áramkörök többnyire 2D-vel, de az alkatrészek határozottan 3D-sek ", vagyis maga a kártya természetesen 2D-s, de amikor a rétegezési folyamat befejeződött, ' számos 3D-s szerkezete van. Hogyan rétegezhető az egyik fény a másik után az áramkört, ha ' csak egyetlen szilíciumréteg van benne? egy réteg csak a kifejezés, amelyet a fény különböző variációi / manipulációi által végrehajtott egymást követő változások leírására használnak?
• Szilíciumról indul, de a tetején különböző anyagok rakódnak le vagy nőnek fel, beleértve a kapu-oxidot (szilícium-dioxid) az ostyán kemencében termesztik), réz összekötő huzal, volfrám a dugókon keresztül stb.