CMOS டிரான்சிஸ்டரின் ஃபேப்ரிகேஷன் செயல்முறை

CMOS டிரான்சிஸ்டரின் ஃபேப்ரிகேஷன் செயல்முறை

ஒரு சகாப்தம் இருந்தது, கணினிகள் அவற்றை நிறுவும் அளவுக்கு பெரியதாக இருந்தன, எளிதாக ஒரு அறை இடம் தேவைப்பட்டது. ஆனால் இன்று அவை மிகவும் வளர்ச்சியடைந்துள்ளன, அவற்றை நாம் எளிதாக நோட்புக்குகளாக எடுத்துச் செல்ல முடியும். இது சாத்தியமான புதுமை ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் என்ற கருத்தாகும். இல் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள் , அதிக எண்ணிக்கையிலான செயலில் மற்றும் செயலற்ற கூறுகள் அவற்றின் இணைப்புகளுடன் ஒரு சிறிய சிலிக்கான் செதில் பொதுவாக 50 முதல் 50 மில்ஸ் வரை குறுக்குவெட்டில் உருவாக்கப்படுகின்றன. அத்தகைய சுற்றுகளின் உற்பத்திக்கு பின்பற்றப்படும் அடிப்படை செயல்முறைகளில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி, முகமூடி அணிந்த தூய்மையற்ற பரவல், ஆக்சைடு வளர்ச்சி மற்றும் ஆக்சைடு பொறித்தல் ஆகியவை அடங்கும்.



மின்கலத்தின் மேல் உள்ள கூறுகளில் மின்தடையங்கள், டிரான்சிஸ்டர்கள், டையோட்கள், மின்தேக்கிகள் போன்றவை அடங்கும் ... ஐ.சி.யின் மீது உற்பத்தி செய்வதற்கான மிகவும் சிக்கலான உறுப்பு டிரான்சிஸ்டர்கள். டிரான்சிஸ்டர்கள் பல்வேறு வகைகளில் உள்ளன CMOS, BJT, FET போன்றவை. தேவைகளின் அடிப்படையில் ஒரு ஐ.சி மீது செயல்படுத்தப்பட வேண்டிய டிரான்சிஸ்டர் தொழில்நுட்ப வகையை நாங்கள் தேர்வு செய்கிறோம். இந்த கட்டுரையில் நாம் என்ற கருத்தை அறிந்து கொள்வோம் CMOS புனைகதை (அல்லது) டிரான்சிஸ்டர்களை CMOS ஆக உருவாக்குதல்.


CMOS ஃபேப்ரிகேஷன்

குறைந்த சக்தி சிதறல் தேவைக்கு CMOS தொழில்நுட்பம் டிரான்சிஸ்டர்களை செயல்படுத்த பயன்படுகிறது. எங்களுக்கு வேகமான சுற்று தேவைப்பட்டால், டிரான்சிஸ்டர்கள் செயல்படுத்தப்படுகின்றன ஐசி பயன்படுத்துகிறது பிஜேடி . இன் ஃபேப்ரிகேஷன் CMOS டிரான்சிஸ்டர்கள் IC ஐ மூன்று வெவ்வேறு முறைகளில் செய்ய முடியும்.





N- கிணறு / பி-கிணறு தொழில்நுட்பம், அங்கு p- வகை அடி மூலக்கூறு மீது n- வகை பரவல் செய்யப்படுகிறது அல்லது p- வகை பரவல் முறையே n- வகை அடி மூலக்கூறு வழியாக செய்யப்படுகிறது.

தி இரட்டை கிணறு தொழில்நுட்பம் , எங்கே NMOS மற்றும் PMOS டிரான்சிஸ்டர் ஒரு அடி மூலக்கூறுக்கு பதிலாக, ஒரு எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி தளத்தின் மீது ஒரே நேரத்தில் பரவுவதன் மூலம் செதிலின் மீது உருவாக்கப்படுகின்றன.



சிலிக்கான் ஆன் இன்சுலேட்டர் செயல்முறை, அங்கு சிலிக்கானை அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்துவதை விட வேகம் மற்றும் தாழ்ப்பாளை மேம்படுத்துவதற்கு ஒரு இன்சுலேட்டர் பொருள் பயன்படுத்தப்படுகிறது.


N- கிணறு / பி- கிணறு தொழில்நுட்பம்

இரண்டையும் ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் CMOS ஐப் பெறலாம் NMOS மற்றும் PMOS டிரான்சிஸ்டர்கள் அதே சிலிக்கான் செதில். என்-கிணறு தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு பி-வகை அடி மூலக்கூறில் ஒரு என்-வகை கிணறு பரவுகிறது, அதேசமயம் பி-கிணற்றில் அது துணை வசனமாகும்.

CMOS ஃபேப்ரிகேஷன் படிகள்

தி CMOS புனையல் செயல்முறை ஓட்டம் N- கிணறு / பி-கிணறு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படும் போது இருபது அடிப்படை புனையல் படிகளைப் பயன்படுத்தி நடத்தப்படுகிறது.

N ஐ நன்கு பயன்படுத்தி CMOS ஐ உருவாக்குதல்

படி 1: முதலில் நாம் ஒரு அடி மூலக்கூறை புனையலுக்கான தளமாக தேர்வு செய்கிறோம். N- கிணற்றுக்கு, பி-வகை சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.

அடி மூலக்கூறு

அடி மூலக்கூறு

படி 2 - ஆக்ஸிஜனேற்றம்: N- வகை அசுத்தங்களின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பரவல் SiO2 ஐ ஒரு தடையாகப் பயன்படுத்தி நிறைவேற்றப்படுகிறது, இது அடி மூலக்கூறின் மாசுபடுதலுக்கு எதிராக செதிலின் பகுதிகளைப் பாதுகாக்கிறது. SiOஇரண்டுஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் அடி மூலக்கூறை உயர்தர ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனுக்கு ஒரு ஆக்சிஜனேற்ற அறையில் தோராயமாக 1000 க்கு வெளிப்படுத்துகிறது0c

ஆக்ஸிஜனேற்றம்

ஆக்ஸிஜனேற்றம்

படி 3 - ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் வளர்ச்சி: தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பொறிப்பை அனுமதிக்க இந்த கட்டத்தில், SiO2 அடுக்கு ஒளிமின்னழுத்த செயல்முறைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்பாட்டில், செதில்கள் ஒரு ஒளிச்சேர்க்கை குழம்பின் சீரான படத்துடன் பூசப்படுகின்றன.

ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் வளர்ச்சி

ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் வளர்ச்சி

படி 4 - மறைத்தல்: இந்த படி ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறையின் தொடர்ச்சியாகும். இந்த கட்டத்தில், ஒரு ஸ்டென்சிலைப் பயன்படுத்தி திறந்த வடிவத்தை உருவாக்க வேண்டும். இந்த ஸ்டென்சில் ஒளிக்கதிர் மீது முகமூடியாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. அடி மூலக்கூறு இப்போது வெளிப்பட்டுள்ளது புற ஊதா கதிர்கள் முகமூடியின் வெளிப்பட்ட பகுதிகளின் கீழ் இருக்கும் ஒளிச்சேர்க்கையாளர் பாலிமரைஸ் செய்யப்படுகிறார்.

ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் மறைத்தல்

ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் மறைத்தல்

படி 5 - வெளிப்படுத்தப்படாத ஒளிச்சேர்க்கையாளரை அகற்றுதல்: ட்ரைக்ளோரெத்திலீன் போன்ற வேதிப்பொருளைப் பயன்படுத்தி செதில்களை உருவாக்குவதன் மூலம் முகமூடி அகற்றப்பட்டு, ஒளிச்சேர்க்கையாளரின் வெளிப்படுத்தப்படாத பகுதி கரைக்கப்படுகிறது.

ஒளிச்சேர்க்கையாளரை அகற்றுதல்

ஒளிச்சேர்க்கையாளரை அகற்றுதல்

படி 6 - பொறித்தல்: ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்தின் பொறிக்கும் கரைசலில் செதில் மூழ்கியுள்ளது, இது டோபண்டுகள் பரவ வேண்டிய பகுதிகளிலிருந்து ஆக்சைடை நீக்குகிறது.

SiO2 இன் பொறித்தல்

SiO2 இன் பொறித்தல்

படி 7 - முழு ஒளிச்சேர்க்கை அடுக்கை அகற்றுதல்: போது பொறித்தல் செயல்முறை , ஒளிச்சேர்க்கை அடுக்கால் பாதுகாக்கப்படும் SiO2 இன் பகுதிகள் பாதிக்கப்படாது. ஒளிச்சேர்க்கை முகமூடி இப்போது ஒரு வேதியியல் கரைப்பான் (சூடான H2SO4) மூலம் அகற்றப்படுகிறது.

ஃபோட்டோரெசிஸ்ட் லேயரை அகற்றுதல்

ஃபோட்டோரெசிஸ்ட் லேயரை அகற்றுதல்

படி 8 - என்-கிணற்றின் உருவாக்கம்: N- வகை அசுத்தங்கள் p- வகை அடி மூலக்கூறில் வெளிப்படும் பகுதி வழியாக பரவுகின்றன, இதனால் N- கிணறு உருவாகிறது.

என்-கிணற்றின் உருவாக்கம்

என்-கிணற்றின் உருவாக்கம்

படி 9 - SiO2 ஐ அகற்றுதல்: SiO2 இன் அடுக்கு இப்போது ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்தைப் பயன்படுத்தி அகற்றப்படுகிறது.

SiO2 ஐ அகற்றுதல்

SiO2 ஐ அகற்றுதல்

படி 10 - பாலிசிலிகான் படிவு: ஒரு வாயிலின் தவறான வடிவமைப்பு CMOS டிரான்சிஸ்டர் சுற்றுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் தேவையற்ற கொள்ளளவுக்கு வழிவகுக்கும். எனவே இந்த 'சுய-சீரமைக்கப்பட்ட கேட் செயல்முறை' தடுக்க முன்னுரிமை அளிக்கப்படுகிறது, அங்கு மூல மற்றும் வடிகால் உருவாவதற்கு முன்பு வாயில் பகுதிகள் உருவாகின்றன.

பாலிசிலிகான் படிவு

பாலிசிலிகான் படிவு

பாலிசிலிகான் வாயிலை உருவாக்க பயன்படுகிறது, ஏனெனில் இது 8000 க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையை தாங்கும்0c ஒரு வேஃபர் மூல மற்றும் வடிகால் உருவாவதற்கு வருடாந்திர முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது. பாலிசிலிகான் பயன்படுத்துவதன் மூலம் டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது வேதியியல் படிவு செயல்முறை கேட் ஆக்சைடு ஒரு மெல்லிய அடுக்கு மீது. பாலிசிலிகான் அடுக்கின் கீழ் உள்ள இந்த மெல்லிய கேட் ஆக்சைடு கேட் பகுதியின் கீழ் மேலும் ஊக்கமளிப்பதைத் தடுக்கிறது.

படி 11 - கேட் பிராந்தியத்தை உருவாக்குதல்: வாயில் உருவாக்க தேவையான இரண்டு பகுதிகளைத் தவிர NMOS மற்றும் PMOS டிரான்சிஸ்டர்கள் பாலிசிலிகானின் மீதமுள்ள பகுதி அகற்றப்படுகிறது.

கேட் பிராந்தியத்தின் உருவாக்கம்

கேட் பிராந்தியத்தின் உருவாக்கம்

படி 12 - ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறை: ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்ற அடுக்கு செதில் மீது வைக்கப்படுகிறது, இது மேலும் ஒரு கேடயமாக செயல்படுகிறது பரவல் மற்றும் உலோகமயமாக்கல் செயல்முறைகள் .

ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறை

ஆக்ஸிஜனேற்ற செயல்முறை

படி 13 - மறைத்தல் மற்றும் பரவல்: மறைத்தல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி n- வகை அசுத்தங்கள் பரவுவதற்கான பகுதிகளை உருவாக்குவதற்கு சிறிய இடைவெளிகள் செய்யப்படுகின்றன.

மறைத்தல்

மறைத்தல்

பரவல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி NMOS இன் முனையங்களை உருவாக்க மூன்று n + பகுதிகள் உருவாக்கப்படுகின்றன.

என்-டிஃப்யூஷன்

என்-பரவல்

படி 14 - ஆக்சைடு அகற்றுதல்: ஆக்சைடு அடுக்கு அகற்றப்படுகிறது.

ஆக்சைடு அகற்றுதல்

ஆக்சைடு அகற்றுதல்

படி 15 - பி-வகை பரவல்: PMOS p- வகை பரவலின் முனையங்களை உருவாக்குவதற்கான n- வகை பரவலைப் போலவே மேற்கொள்ளப்படுகின்றன.

பி-வகை பரவல்

பி-வகை பரவல்

படி 16 - தடிமனான புலம் ஆக்சைடு இடுதல்: உலோக முனையங்களை உருவாக்குவதற்கு முன், தடிமனான புலம் ஆக்சைடு அமைக்கப்பட்டு, முனையங்கள் தேவையில்லாத செதிலின் பகுதிகளுக்கு ஒரு பாதுகாப்பு அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

அடர்த்தியான புலம் ஆக்சைடு அடுக்கு

அடர்த்தியான புலம் ஆக்சைடு அடுக்கு

படி 17 - உலோகமயமாக்கல்: இந்த படி மெட்டல் டெர்மினல்களை உருவாக்குவதற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது ஒன்றோடொன்று இணைக்க முடியும். அலுமினியம் முழு செதில் பரவுகிறது.

உலோகமயமாக்கல்

உலோகமயமாக்கல்

படி 18 - அதிகப்படியான உலோகத்தை அகற்றுதல்: அதிகப்படியான உலோகம் செதிலிலிருந்து அகற்றப்படுகிறது.

படி 19 - முனையங்களின் உருவாக்கம்: அதிகப்படியான உலோக முனையங்களை அகற்றிய பின் உருவாகும் இடைவெளிகளில் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படுகின்றன.

முனையங்களின் உருவாக்கம்

முனையங்களின் உருவாக்கம்

படி 20 - முனையப் பெயர்களை ஒதுக்குதல்: இன் முனையங்களுக்கு பெயர்கள் ஒதுக்கப்படுகின்றன NMOS மற்றும் PMOS டிரான்சிஸ்டர்கள் .

முனைய பெயர்களை ஒதுக்குதல்

முனைய பெயர்களை ஒதுக்குதல்

பி கிணறு தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி CMOS ஐ உருவாக்குதல்

P- கிணறு செயல்முறை N கிணறு செயல்முறைக்கு ஒத்ததாக இருக்கிறது, தவிர இங்கே n- வகை அடி மூலக்கூறு பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் p- வகை பரவல்கள் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன. பொதுவாக எளிமைக்கு, N கிணறு செயல்முறை விரும்பப்படுகிறது.

CMOS இன் இரட்டை குழாய் ஃபேப்ரிகேஷன்

இரட்டை-குழாய் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி ஒருவர் பி மற்றும் என்-வகை சாதனங்களின் ஆதாயத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம். சம்பந்தப்பட்ட பல்வேறு படிகள் CMOS இன் புனைகதை இரட்டை குழாய் முறையைப் பயன்படுத்துதல் பின்வருமாறு

    • லேசாக அளவிடப்பட்ட n அல்லது p- வகை அடி மூலக்கூறு எடுக்கப்பட்டு எபிடாக்சியல் அடுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. எபிடாக்சியல் லேயர் சிப்பில் உள்ள தாழ்ப்பாளை சிக்கலைப் பாதுகாக்கிறது.
    • அளவிடப்பட்ட தடிமன் மற்றும் சரியான டோபண்ட் செறிவு கொண்ட உயர் தூய்மை சிலிக்கான் அடுக்குகள் வளர்க்கப்படுகின்றன.
    • பி மற்றும் என் கிணறுகளுக்கு குழாய்களை உருவாக்குதல்.
    • பரவல் செயல்முறைகளின் போது மாசுபடுவதிலிருந்து பாதுகாப்பதற்காக மெல்லிய ஆக்சைடு கட்டுமானம்.
    • அயன் பொருத்துதல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி மூலமும் வடிகட்டியும் உருவாகின்றன.
    • உலோக தொடர்புகளுக்கான பகுதிகளை உருவாக்க வெட்டுக்கள் செய்யப்படுகின்றன.
    • உலோக தொடர்புகளை வரைவதற்கு உலோகமயமாக்கல் செய்யப்படுகிறது

CMOS IC தளவமைப்பு

இன் மேல் பார்வை CMOS க்கு புனைகதை மற்றும் தளவமைப்பு கொடுக்கப்பட்டது. இங்கே பல்வேறு உலோக தொடர்புகள் மற்றும் என் கிணறு பரவல்களை தெளிவாகக் காணலாம்.

CMOS IC தளவமைப்பு

CMOS IC தளவமைப்பு

இதனால், இது எல்லாமே CMOS புனையமைப்பு நுட்பங்கள் . 1-இன்-சதுர செதிலை மேற்பரப்பு பரப்பளவில் 400 சில்லுகளாக 50 மில்லால் 50 மில்ஸாக பிரிக்கலாம். ஒரு டிரான்சிஸ்டரை உருவாக்க 50 மில் 2 பரப்பளவு தேவைப்படுகிறது. எனவே ஒவ்வொரு ஐசியிலும் 2 டிரான்சிஸ்டர்கள் உள்ளன, எனவே ஒவ்வொரு செதில் 2 x 400 = 800 டிரான்சிஸ்டர்கள் கட்டப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு தொகுப்பிலும் 10 செதில்கள் பதப்படுத்தப்பட்டால், ஒரே நேரத்தில் 8000 டிரான்சிஸ்டர்களை தயாரிக்க முடியும். ஐ.சி.யில் நீங்கள் கவனித்த பல்வேறு கூறுகள் யாவை?