कैसे लिथोग्राफी वास्तव में "प्रिंट" ट्रांजिस्टर के लिए उपयोग किया जाता है?


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मेरी एक कक्षा में, हमने लिथोग्राफी पर स्किम किया, लेकिन ज्यादातर चीजों के प्रकाशिकी पक्ष (विवर्तन की सीमा, घटना के कोण को बढ़ाने के लिए तरल विसर्जन, आदि)।

एक बिंदु जो कभी कवर नहीं किया गया था कि प्रकाश वास्तव में सिलिकॉन को कैसे डोप करता है, और एक ट्रांजिस्टर का निर्माण करता है। मैं नेट पर चारों ओर ठोकर करने की कोशिश की है, लेकिन हर लेख या तो है जिस तरह से मेरे सिर पर, या जिस तरह से बहुत ही अस्पष्ट।

संक्षेप में, एक बेहतर शब्द की कमी के लिए, सिलिकॉन जैसे यौगिक पर प्रकाश की एक केंद्रित किरण "मुद्रित" ट्रांजिस्टर को कैसे निर्देशित करती है?

जवाबों:


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कई चरण हैं लेकिन मूल प्रक्रिया यह है कि आप एक फोटोरसिस्ट का उपयोग करें।

प्रक्रिया चरण की शुरुआत में, एक फोटोरसिस्ट वफ़र पर "काता है"। यह एक बहुत ही शाब्दिक बात है, वे बहुलक को सतह पर टपकने के दौरान वेफर को स्पिन करते हैं जो सटीक मोटाई की पतली परत में फैलता है। यह ठीक हो जाता है और फिर एक फोटोलिटोग्राफ़िक मशीन में रखा जाता है, जो फ़ोटोरसिस्ट (AKA PR) में अव्यक्त छवियों को छोड़ने वाले वेफर पर एक छवि का निर्माण करता है।

पीआर विकसित किया गया है (कुछ प्रतिरोध नकारात्मक हैं और कुछ सकारात्मक हैं, जिसका अर्थ है कि उजागर क्षेत्र बने रहें या उजागर क्षेत्र समाप्त हो जाएं)। विकास प्रक्रिया पीआर के उन हिस्सों को हटा देती है जिन्हें वांछित पैटर्न के पीछे छोड़ दिया जाना है।

पीआर उन क्षेत्रों को परिभाषित कर सकता है जो etched (हटाए गए) या खिड़कियां हैं जिनके माध्यम से आयनों को प्रत्यारोपित किया जाता है। इम्प्लांटिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके माध्यम से सी को डोप किया जाता है।

एक बार क्षेत्र प्रत्यारोपित होने के बाद, शेष पीआर को हटा दिया जाता है और इम्प्लांट क्षति को कम करने के लिए वफ़र को थर्मल रूप से उपचारित किया जाता है।

लिथो चरणों के बीच में जमाव, वृद्धि, नक़्क़ाशी, गीला स्नान, प्लाज्मा उपचार आदि हैं।


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प्रक्षेपण (इमेजिंग) कदम पर विस्तृत करने के लिए:

एक माइक्रोचिप का मूल डिज़ाइन कुछ अन्य माध्यमों (जैसे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी) द्वारा एक ग्लास प्लेट पर "ड्रा" किया जाता है, जिसे रेटिकल कहा जाता है । रेटिकुलम को फोटोसिस्टिस्ट पर कमी (जैसे एएसएमएल मशीनों में 4 गुना कमी) के साथ नकल किया जाता है, जिससे छोटे ढांचे का निर्माण होता है। जबकि एक चिप बनाने के सभी चरण महत्वपूर्ण हैं, यह इमेजिंग कदम अंतिम चिप की गुणवत्ता और विशेषता आकार को परिभाषित करने में महत्वपूर्ण है, और इसकी जटिलता और लागत के संदर्भ में भी।

जब नैनोमीटर के साथ प्रौद्योगिकी का उल्लेख किया जाता है, तो यह इस चरण में निर्मित महत्वपूर्ण आयाम (सबसे छोटी विशेषता आकार) के बारे में है (बशर्ते इसे रासायनिक रूप से "संसाधित" किया जा सकता है। वर्तमान में यह लगभग 20 एनएम है (500 एनएम के दृश्यमान प्रकाश तरंग दैर्ध्य की तुलना में)। ०.२ एनएम का सिलिकॉन परमाणु व्यास)। आमतौर पर महत्वपूर्ण आयाम जितना छोटा होता है, उतनी ही तेजी से और अधिक ऊर्जा-कुशल चिप होती है।

वर्तमान फोटोलिथोग्राफी मशीनें 193 एनएम तरंग दैर्ध्य की DUV (गहरी पराबैंगनी) रोशनी का उपयोग करती हैं। अगली पीढ़ी की मशीनें 13.5 एनएम तरंग दैर्ध्य के साथ EUV प्रकाश (चरम पराबैंगनी) पर आधारित होंगी और वैक्यूम में शुद्ध दर्पण-आधारित प्रकाशिकी का उपयोग कर रही होंगी (क्योंकि कांच और यहां तक ​​कि वायु EUV प्रकाश को अवशोषित करते हैं)।


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यह वेबपेज ( इस प्रश्न के उत्तर से चुराया गया लिंक ) एक वेफर पर एक ट्रांजिस्टर बनाने के लिए विभिन्न चरणों को दर्शाता है। बहुत अच्छी तरह से स्पष्ट चित्र के साथ समझाया।


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मुझे लगता है कि आप जो याद कर रहे हैं वह यह है कि प्रकाश का उपयोग सीधे तौर पर सिलिकॉन को डोप करने के लिए नहीं किया जाता है, इसका उपयोग एक मास्क बनाने के लिए किया जाता है जो सिलिकॉन के उस भाग की रक्षा करता है जिसे डॉप नहीं करना पड़ता है। डोपिंग स्वयं कुछ गैस के असुरक्षित भाग को उजागर करके किया जाता है जो सिलिकॉन में फैलता है।

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