Como são feitos os transistores microscópicos em microchips?

Os microchips são feitos usando uma grande variedade de etapas de processo. Existem basicamente dois componentes principais para cada etapa – mascarar áreas para operar e, em seguida, executar alguma operação nessas áreas. A etapa de mascaramento pode ser realizada com várias técnicas diferentes. O mais comum é chamado de fotolitografia. Nesse processo, o wafer é revestido com uma camada muito fina de produto químico fotossensível. Essa camada é então exposta em um padrão muito intrincado que é projetado de uma máscara com luz de comprimento de onda curto. O conjunto de máscaras usado determina o design do chip, elas são o produto final do processo de design do chip. O tamanho do recurso que pode ser projetado sobre o revestimento fotorresistente do wafer é determinado pelo comprimento de onda da luz usada. Uma vez que o fotorresiste é exposto, ele é desenvolvido para expor a superfície subjacente. As áreas expostas podem ser operadas por outros processos – por exemplo, corrosão, implantação de íons , etc. Se a fotolitografia não tiver resolução suficiente, existe outra técnica que usa feixes de elétrons focalizados para fazer a mesma coisa. A vantagem é que não são necessárias máscaras, pois a geometria é simplesmente programada na máquina, porém é muito mais lenta como o feixe (ou feixes múltiplos) deve traçar cada característica individual.

Os próprios transistores são construídos a partir de várias camadas. A maioria dos chips hoje em dia são CMOS, então irei descrever brevemente ibe como construir um transistor MOSFET. Esse método é chamado de método de “porta autoalinhada”, pois a porta é colocada antes da fonte e do dreno para que qualquer desalinhamento na porta seja compensado. O primeiro passo é estabelecer os poços nos quais os transistores são colocados. Os poços convertem o silício no tipo correto para construir o transistor (você precisa construir um MOSFET de canal N em silício tipo P e um MOSFET de canal P em silício tipo N). Isso é feito colocando uma camada de fotorresiste e, em seguida, usando a implantação de íons para forçar os íons no wafer nas áreas expostas. Em seguida, o óxido de porta é cultivado no topo do wafer. Em chips de silício, o óxido usado é geralmente dióxido de silício – vidro. Isso é feito assando o chip em um forno com oxigênio em alta temperatura. Em seguida, uma camada de polissilício ou metal é revestida por cima do óxido. Esta camada formará o portão após ser gravada. Em seguida, uma camada fotoresiste é colocada e exposta. As áreas expostas são gravadas, deixando as portas do transistor. Em seguida, outra rodada de fotolitografia é usada para mascarar as regiões para as fontes e drenos de transistores. A implantação de íons é usada para criar os eletrodos de origem e drenagem nas áreas expostas. O eletrodo de porta em si atua como uma máscara para o canal do transistor, garantindo que a fonte e o dreno sejam dopados exatamente na borda do eletrodo de porta. Em seguida, o wafer é cozido de modo que os íons implantados trabalhem ligeiramente sob o eletrodo da porta. Depois disso, os transistores estão completos e as camadas de fiação são construídas uma após a outra.

Eu desenterrei alguns vídeos decentes que são na verdade vídeos educacionais e não vídeos de RP:

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

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

Comentários

• Essencialmente comprimentos de onda de luz e a manipulação de íons e qualquer gradiente disso é a chave para a criação de microchips?
• Certo, a luz é usada para projetar o padrão na superfície do wafer, então o comprimento de onda deve ser curto o suficiente para que os recursos sejam nítidos. Em seguida, os íons são usados para alterar o caráter do semicondutor para criar todas as junções pn que fazem os transistores funcionarem.
• Estou surpreso com o quão tangível / inteligível é a informação disso, você apresenta a informação muito bem e agradeço por isso.

É um processo fotográfico, semelhante em alguns aspectos para uma câmera de filme com etapas separadas de exposição e revelação. Eles não precisam imprimir os recursos em tamanho real; eles podem imprimi-los em um tamanho que possam manipular e usar lentes para focar a imagem no silício.

Comentários

• O transistor é criado quando os feixes de luz em forma de transistores brilham sobre os wafers de silício, certo?
• Basicamente, sim. O processo se repete várias vezes para fazer os diferentes recursos, de forma que ' s ninguém imagem " na forma de um transistor ".
• E porque é ' é fotográfico, literalmente qualquer coisa pode ser um " ferramenta de corte ", até mesmo um grão de poeira ou fiapos. E as tolerâncias brutas tendem a ser bastante amplas de qualquer maneira. Portanto, cada dado precisa ser testado antes de ser embalado.
• Pelo que entendi, eles têm máquinas de filtragem de ar circulando constantemente nas instalações que produzem microchips. Estou perplexo com o que você disse: " circuitos principalmente 2D, mas os componentes são definitivamente 3D ", o que significa que a placa em si é, obviamente, 2D, mas quando o processo de estratificação é concluído, ele ' s inúmeras estruturas 3D. Como é uma exposição à luz após a outra estratificando o circuito se ' é apenas uma única camada de silício? é uma camada apenas o termo usado para descrever as alterações consecutivas feitas por diferentes variações / manipulações de luz?
• Ela começa com o silício, mas diferentes materiais são depositados ou crescidos no topo, incluindo o óxido de porta (dióxido de silício crescido no wafer em um forno), fio de interconexão de cobre, tungstênio via plugues, etc.