在我的一堂课上,我们略读了光刻技术,但主要是光学方面的东西(衍射极限、液体浸入以增加入射角等)。
从未涉及过的一点是光实际上是如何掺杂硅并产生晶体管的。我试图在网上偶然发现,但每篇文章要么超出我的想象,要么过于模糊。
简而言之,由于没有更好的术语,指向硅等化合物的聚焦光束如何导致“印刷”晶体管?
在我的一堂课上,我们略读了光刻技术,但主要是光学方面的东西(衍射极限、液体浸入以增加入射角等)。
从未涉及过的一点是光实际上是如何掺杂硅并产生晶体管的。我试图在网上偶然发现,但每篇文章要么超出我的想象,要么过于模糊。
简而言之,由于没有更好的术语,指向硅等化合物的聚焦光束如何导致“印刷”晶体管?
有多个步骤,但基本过程是使用光刻胶。
在工艺步骤开始时,将光刻胶“旋涂”到晶圆上。这是一个非常真实的事情,他们旋转晶片,同时将聚合物滴到表面上,然后展开成精确厚度的薄层。将其固化,然后放入光刻机中,将图像投射到晶片上,在光刻胶 (AKA PR) 中留下潜像。
PR被显影(一些抗蚀剂是负的,一些是正的,这意味着曝光区域保留或曝光区域被消除)。开发过程会删除 PR 中要删除的部分,留下所需的模式。
PR 可以定义被蚀刻(去除)的区域或离子注入的窗口。注入是掺杂Si的过程。
一旦该区域被注入,剩余的 PR 将被移除,并对晶片进行热处理以对注入损伤进行退火。
在光刻步骤之间是沉积、生长、蚀刻、湿浴、等离子处理等。
详细说明投影(成像)步骤:
微芯片的原始设计是通过一些其他方式(例如电子显微镜)在称为reticle的玻璃板上“绘制”的。光刻胶在光刻胶上成像并缩小(例如,在 ASML 机器中缩小 4 倍),产生微小的结构。虽然制造芯片的所有步骤都很重要,但这一成像步骤对于确定最终芯片的质量和特征尺寸以及其复杂性和成本而言至关重要。
当提到纳米技术时,它大约是在此步骤中创建的临界尺寸(最小特征尺寸)(前提是它可以随后进行化学“处理”。目前约为 20 nm(与 500 nm 的可见光波长相比)到 0.2 nm 的硅原子直径)。通常,临界尺寸越小,芯片越快,越节能。
当前的光刻机使用 193 nm 波长的 DUV(深紫外)光。下一代机器将基于波长为 13.5 nm 的 EUV 光(极紫外光),并将在真空中使用纯镜面光学元件(因为玻璃甚至空气都会吸收 EUV 光)。
我认为您缺少的是光不是直接用于掺杂硅,而是用于制作掩模来保护不必掺杂的硅部分。掺杂本身是通过将未受保护的部分暴露于一些在硅中扩散的气体来完成的。