マイクロチップのように、このようなマイクロスケールで数百万のさらに小さなトランジスタを収容できるので、すでに小さいものはどうですか?機械がこれほど小さくて機能的なものを作ることができるのは、そのような偉業のようです。私はこれを考えすぎているか、理解が不足しているかもしれませんが、肉眼では見えないが機能するほど小さいトランジスタを作成するにはどうすればよいでしょうか。特に60年代には、どのマシンでこれを実行できるでしょうか。
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マイクロチップは、非常に多様なプロセスステップを使用して作成されます。各ステップには、基本的に2つの主要なコンポーネントがあります。操作する領域をマスクしてから、それらの領域でいくつかの操作を実行します。マスキングステップは、いくつかの異なる手法で実行できます。最も一般的なのはフォトリソグラフィーと呼ばれます。このプロセスでは、ウェーハは感光性化学物質の非常に薄い層でコーティングされます。次に、この層は非常に複雑なパターンで露光され、短波長の光でマスクから投影されます。使用されるマスクのセットがチップ設計を決定します。これらはチップ設計プロセスの究極の製品です。ウェーハ上のフォトフォトコーティングに投影されるのは、使用する光の波長によって決まります。フォトライトが露光されると、下にある表面を露光するために現像されます。露光された領域は、エッチング、イオン注入などの他のプロセスで操作できます。フォトグラフィーに十分な解像度がない場合は、集束電子ビームを使用して同じことを行う別の手法があります。利点は、ジオメトリがマシンにプログラムされるだけなのでマスクが不要なことですが、はるかに低速です。ビーム(または複数のビーム)は個々の機能をトレースする必要があるためです。
トランジスタ自体は複数の層で構成されています。最近のほとんどのチップはCMOSであるため、簡単に説明します。伊部MOSFETトランジスタの作り方。この方法は「自己整合ゲート」法と呼ばれ、ゲートがソースとドレインの前に配置され、ゲートのミスアライメントが補正されます。最初のステップは、トランジスタが配置されているウェルを配置することです。ウェルは、シリコンをトランジスタを構築するための正しいタイプに変換します(Pタイプのシリコン上にNチャネルMOSFETを構築し、Nタイプのシリコン上にPチャネルMOSFETを構築する必要があります)。これは、フォトレジストの層を配置し、次にイオン注入を使用して、露光領域のウェーハにイオンを強制することによって行われます。次に、ゲート酸化物がウェーハ上に成長します。シリコンチップでは、使用される酸化物は一般に二酸化ケイ素(ガラス)です。これは、高温の酸素を入れたオーブンでチップを焼くことによって行われます。次に、ポリシリコンまたは金属の層が酸化物の上にめっきされます。この層は、エッチングされた後にゲートを形成します。次に、フォトレジスト層を下に置き、露光する。露出した領域はエッチングで除去され、トランジスタゲートが残ります。次に、フォトリソグラフィの別のラウンドを使用して、トランジスタのソースとドレインの領域をマスクします。イオン注入は、露出領域にソース電極とドレイン電極を作成するために使用されます。ゲート電極自体がトランジスタチャネルのマスクとして機能し、ソースとドレインがゲート電極のエッジに正確にドープされるようにします。次に、注入されたイオンがゲート電極の下でわずかに機能するように、ウェーハがベークされます。この後、トランジスタが完成し、配線層が次々と構築されます。
PRビデオではなく、実際には教育ビデオであるいくつかのまともなビデオを掘り起こしました:
http://www.youtube.com/watch?v=35jWSQXku74
http://www.youtube.com/watch?v=z47Gv2cdFtA
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- 本質的に光の波長とイオンの操作、およびその勾配がマイクロチップを作成するための鍵ですか?
- そうです、光はウェーハの表面にパターンを投影するために使用されるため、波長は十分に短くして、特徴が鮮明になるようにする必要があります。次に、イオンを使用して半導体の特性を変更し、トランジスタを機能させるすべてのpn接合を作成します。
- この情報がどれほど具体的でわかりやすいかということに驚いています。情報を提示すると、よろしくお願いします。
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写真プロセスです。いくつかの点で似ています。露光と現像のステップが別々のフィルムカメラに。実際のサイズでフィーチャーを印刷する必要はありません。処理できるサイズで印刷し、レンズを使用してその画像をシリコンに焦点を合わせることができます。
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- トランジスタは、ビームが発生したときに作成されます。トランジスタの形をした光がシリコンウェーハを照らします、これは正しいですか?
- 基本的には、そうです。このプロセスを数回繰り返してさまざまな機能を作成するため、'トランジスタの形をした"画像はありません"。
- また、'の写真であるため、文字通り何でも効果的です" cuting "ツール、ほこりや糸くずの斑点も。そして、生の許容誤差はとにかくかなり広い傾向があります。したがって、すべてのダイは、パッケージ化する前にテストする必要があります。
- 私が理解しているように、マイクロチップを生成するエアフィルターマシンが施設を絶えず循環しています。 "回路はほとんど2Dですが、コンポーネントは間違いなく3D "であるため、ボード自体はもちろん2Dですが、レイヤリングプロセスが完了すると、'多数の3D構造になります。 'がシリコンの単層のみである場合、回路を次々に層状にする光への露出はどのようになりますか?層は、光のさまざまな変化/操作によって行われる連続的な変化を説明するために使用される用語にすぎませんか?
- それはシリコンから始まりますが、ゲート酸化物(二酸化ケイ素)を含むさまざまな材料が上に堆積または成長しますオーブン内のウェーハ上で成長)、銅相互接続ワイヤ、プラグ経由のタングステンなど。
ですが、現代です。