Hi
wie versprochen der 2. Teil,
das Frontend
Nachdem wir den Wafer hergestellt haben kommt jetzt das Frontend. Damit meint man die Bauteile auf den Wafer. Dann gibt es noch das Backend mit diesen meint man die Metalllayer mit denen die Bauteile mit strom versorgt werden.
Also wir wollen hier mal ein Nand-Gatter bauen.
Das ist eine kleine übersicht, oben links ist die Logic-Funktion, oben rechts die Schematik, und das bunte unten so sieht das dann im Silizium aus. Wenn man etwas aufmerksam ist hat man gesehn das da schon metallleitungen sind, die sind in diesen beispiel erforderlich, da sonst nichts zu sehen ist
Wie kommen wir jetzt dahin? das kommt das ganze mit den belichten und so
An hand eines Kondensators beschreibe ich kurz mal die Schritte für das Belichten und Ätzen.
Der Wafer besitzt eine dünne Oxidschicht, diese bildet sich immer an Luft. Die Oxidschicht wird durch "einfaches" erwärmen verstärkt.
Jetzt wird ein Photolack auf den Wafer gebracht. dieser Photolack(Resist) wird mittels Spin-Coating auf den Wafer gleichmäßig verteilt. http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/KeyStages.htm
Nachdem der Resist auf den Wafer gebracht wurde, wird jetzt Belichtet (Lithographie). Die Lithographie ist schon so kompliziert geworden das ich das später vieleicht nochmal genauer beschreibe.
Nach der Lithographie wird entwickelt. Das entwickeln an sich ist nicht so kritisch, es entfernt selbst noch schönheitsfehler die von der Lithographie her stammen. speziel Interferenzwellen an den kanten und macht das "loch" in der tiefe selbst recheckiger wie es eigendlich belichtet wurde.
Jetzt da das Resist entfernt wurde wird das Siliziumoxid selektiv geätzt. Die Render werden ein wenig unterätzt das ist aber nicht schlimm.
Das Resist wird jetzt entfernt.
Jetzt wird Dotiert, das geht etweder per diffusion oder per implantation.
Diffusion:
Der Waffer wird in ein Vakuum gebracht. In diesem Vakuum wird jetzt ein sehr heiser Bordampf (p-dotierung) gemacht. der Bor diffundiert jetzt in das Silizium ein.
Implantation:
Hier wird der Wafer auch in ein Vakuum gebracht, doch da wird nicht ein Bordampf in das Vakuum gemacht, sondern der Wafer wird mit beschleunigten Borionen beschossen.
Jetzt wird wieder neu Oxidiert. nicht ganz so dick wie voher.
Nach einen weiteren Schritt, Resist aufbringen, belichten, Entwickeln und ätzen sieht es dann so aus.
Es wird Metall aufgesputtert. Mhh Sputtern. Naja das ist eigendlich auch relativ einfach.
das ganze passiert auch im Vakuum. Edelgasionen schlagen auf eine über den wafer angebrachte Metallplatte ein. dabei "sprengen" sie metallteilchen ab die dann in richtung Wafer fliegen. Diese Teilchen lagern sich dann an den Wafer sehr fest an.
Wieder ein Resist rauf, Belichtet,entwickelt und geätzt.
Jetzt ist der Kondensator fertig wer ihn erkennt soll sich melden.
So jetzt das ganze nochmal für einen Feldeffekttransistor
Dies ist ein N-MOS-Feldeffekttransistor
Die Bilder bis auf der erste sind von Prof. Dr. Johann W. Bartha aus der TU-Dresden. Ich hatte keine Lust selber welche zu machen, und die sind sehr gut und sehr viel besser wie ich sie machen kann.
achso noch was.
p-Dotiert wird meist mit Bor.
N-Dotiert wird meist mit Arsen und Phosphor.
Grüße
LoM
wie versprochen der 2. Teil,
das Frontend
Nachdem wir den Wafer hergestellt haben kommt jetzt das Frontend. Damit meint man die Bauteile auf den Wafer. Dann gibt es noch das Backend mit diesen meint man die Metalllayer mit denen die Bauteile mit strom versorgt werden.
Also wir wollen hier mal ein Nand-Gatter bauen.
Das ist eine kleine übersicht, oben links ist die Logic-Funktion, oben rechts die Schematik, und das bunte unten so sieht das dann im Silizium aus. Wenn man etwas aufmerksam ist hat man gesehn das da schon metallleitungen sind, die sind in diesen beispiel erforderlich, da sonst nichts zu sehen ist
Wie kommen wir jetzt dahin? das kommt das ganze mit den belichten und so
An hand eines Kondensators beschreibe ich kurz mal die Schritte für das Belichten und Ätzen.
Der Wafer besitzt eine dünne Oxidschicht, diese bildet sich immer an Luft. Die Oxidschicht wird durch "einfaches" erwärmen verstärkt.
Jetzt wird ein Photolack auf den Wafer gebracht. dieser Photolack(Resist) wird mittels Spin-Coating auf den Wafer gleichmäßig verteilt. http://www.mse.arizona.edu/faculty/birnie/Coatings/KeyStages.htm
Nachdem der Resist auf den Wafer gebracht wurde, wird jetzt Belichtet (Lithographie). Die Lithographie ist schon so kompliziert geworden das ich das später vieleicht nochmal genauer beschreibe.
Nach der Lithographie wird entwickelt. Das entwickeln an sich ist nicht so kritisch, es entfernt selbst noch schönheitsfehler die von der Lithographie her stammen. speziel Interferenzwellen an den kanten und macht das "loch" in der tiefe selbst recheckiger wie es eigendlich belichtet wurde.
Jetzt da das Resist entfernt wurde wird das Siliziumoxid selektiv geätzt. Die Render werden ein wenig unterätzt das ist aber nicht schlimm.
Das Resist wird jetzt entfernt.
Jetzt wird Dotiert, das geht etweder per diffusion oder per implantation.
Diffusion:
Der Waffer wird in ein Vakuum gebracht. In diesem Vakuum wird jetzt ein sehr heiser Bordampf (p-dotierung) gemacht. der Bor diffundiert jetzt in das Silizium ein.
Implantation:
Hier wird der Wafer auch in ein Vakuum gebracht, doch da wird nicht ein Bordampf in das Vakuum gemacht, sondern der Wafer wird mit beschleunigten Borionen beschossen.
Jetzt wird wieder neu Oxidiert. nicht ganz so dick wie voher.
Nach einen weiteren Schritt, Resist aufbringen, belichten, Entwickeln und ätzen sieht es dann so aus.
Es wird Metall aufgesputtert. Mhh Sputtern. Naja das ist eigendlich auch relativ einfach.
das ganze passiert auch im Vakuum. Edelgasionen schlagen auf eine über den wafer angebrachte Metallplatte ein. dabei "sprengen" sie metallteilchen ab die dann in richtung Wafer fliegen. Diese Teilchen lagern sich dann an den Wafer sehr fest an.
Wieder ein Resist rauf, Belichtet,entwickelt und geätzt.
Jetzt ist der Kondensator fertig
wer ihn erkennt soll sich melden.So jetzt das ganze nochmal für einen Feldeffekttransistor
Dies ist ein N-MOS-Feldeffekttransistor
Die Bilder bis auf der erste sind von Prof. Dr. Johann W. Bartha aus der TU-Dresden. Ich hatte keine Lust selber welche zu machen, und die sind sehr gut und sehr viel besser wie ich sie machen kann.
achso noch was.
p-Dotiert wird meist mit Bor.
N-Dotiert wird meist mit Arsen und Phosphor.
Grüße
LoM
