Як виготовляються мікроскопічні транзистори на мікрочіпах?

Як щось подібне до мікрочіпа, який вже малий, оскільки він може розмістити навіть менші транзистори мільйонами на такому мікромасштабі? Схоже, такий подвиг для машини може зробити щось таке маленьке, а також функціональне. Можливо, я переосмислюю це або не розумію, але як це можливо створити такий маленький транзистор, який неможливо побачити неозброєним оком, але функціонувати. Яка машина могла це зробити? Особливо в 60-ті.

Мікрочіпи виготовляються з використанням дуже широкого спектру етапів процесу. В основному є два основні компоненти кожного кроку - маскування областей для роботи, а потім виконання певної операції на цих ділянках. Крок маскування можна виконати за допомогою декількох різних технік. Найпоширеніша називається фотолітографія. У цьому процесі вафля покривається дуже тонким шаром світлочутливої ​​хімічної речовини. Потім цей шар виставляється в дуже хитромудрому малюнку, який проектується на маску з короткою довжиною хвилі. Набір використовуваних масок визначає дизайн мікросхем, вони є кінцевим продуктом процесу розробки мікросхем. Розмір функції, який можна проектувати на фоторезистентному покритті на пластині, визначається довжиною хвилі використовуваного світла. Після опромінення фоторезиста він розробляється для оголення нижньої поверхні. Оголеними ділянками можна керувати за допомогою інших процесів - наприклад, травлення, іонна імплантація тощо. Якщо фотолітографія не має достатньої роздільної здатності, то існує інша техніка, яка використовує фокусовані пучки електронів, щоб зробити те саме. Перевага полягає в тому, що не потрібно використовувати масок, оскільки геометрія просто запрограмована в машину, проте це набагато повільніше, оскільки промінь (або кілька променів) повинен простежити кожну окрему особливість.

Самі транзистори побудовані з декількох шарів. Більшість чіпів сьогодні є CMOS, тому я коротко опишу, як створити транзистор MOSFET. Цей метод називається методом "самовирівнених воріт", оскільки затвор встановлюється перед джерелом і зливає, так що будь-яка нерівність у воротах буде компенсована. Перший крок - закласти колодязі, в які розміщені транзистори. Свердловини перетворюють кремній у правильний тип для побудови транзистора (потрібно створити N-канал MOSFET на кремнію типу P, а P-канал MOSFET на кремнію N типу). Це робиться, закладаючи шар фоторезисту, а потім використовуючи іонну імплантацію для введення іонів у пластину на відкритих ділянках. Потім оксид воріт вирощують зверху на вафельні. На кремнієвій стружці зазвичай використовується оксид кремнію - скло. Це робиться шляхом випікання стружки в духовці з киснем при високій температурі. Потім поверх поліоксиду або металу наноситься шар оксиду. Цей шар сформує ворота після травлення. Далі кладуть фоторезистовий шар і оголюють. Оголені ділянки протравлюються далеко, залишаючи ворота транзистора. Далі, ще один раунд фотолітографії використовується для маскування областей для транзисторних джерел та стоків. Іонна імплантація використовується для створення джерела та зливу електродів на відкритих ділянках. Сам електрод затвора виступає як маска для транзисторного каналу, забезпечуючи, щоб джерело і злив були леговані точно до краю електрода затвора. Потім вафлі запікають так, щоб імплантовані іони працювали трохи під електродом затвора. Після цього,

Я розкопав пару гідних відео, які насправді є навчальними, а не піарними відеозаписами:

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

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

Це фотографічний процес, схожий певним чином на кінокамеру з окремими етапами експозиції та розвитку. Вони не повинні друкувати функції у фактичному розмірі; вони можуть надрукувати їх у розмірі, з яким вони можуть обробляти, та використовувати лінзи для фокусування цього зображення на кремнії.