Elektronički dizajn - Tehnologija - 2. dio

Ovaj prilog je direktni nastavak 1. dijela pregleda pojedinačnih koraka pri izradi čipova u CMOS tehnologiji.

Nakon što je načinjen inverzni sloj (n-well), u ovome koraku se prave otvori za tranzistore, kako za NMOS-tip, tako i za PMOS-tip. Na slici je jedna greška - otvor za n-well nipošto ne može biti identičan otvoru za PMOS-tranzistor (koji je uvijek puno manji od n-wella), već bi se - ako želimo biti korektni - otvor iz prethodnog koraka morao zatvoriti, a tek zatim ponovno otvarati za oba tipa tranzistora. Za ovaj korak se koristi maska za difuziju, točnije rečeno, riječ je o dvije maske i dva koraka (n-difuzija i p-difuzija).

U ovom koraku se po cijeloj površini nanosi sloj oksida. Korak je sličan prvom koraku, samo je sloj koji se nanosi puno manji - "field oxide" u prvom koraku je debeo nekih 200-300 nm, dok je ovaj sloj u redu veličine od 10-tak nanometara. Ovaj sloj će kasnije biti izolacija za "gate"-elektrodu MOS tranzistora, i njegova mala debljina je poželjna - što je manji sloj, to je manji napon potreban da se upravlja kanalom ispod gatea. S druge stane, to leži i opasnost - pošto je sloj tanak, električni naboj ga lakše probija i time nepovratno uništava tranzistore, a time i velike dijelove sklopova. To može nastati tokom rada čipa, ukoliko na tranzistor dođe visokonaponski impuls (ESD-efekti), ali već i tokom proizvodnje, kad tokom poliranja, uslijed trenja, mogu nastati statički naboji koji probijaju izolaciju i time uništavaju tranzistore (tzv. antenski efekti, engl. antenna effects).

Nakon što je nanesen gate-oksid, u slijedećem koraku se nanosi polisilicijum. To je materijal od kojeg se sastoji gate MOS-tranzistora. Gate se može zamisliti kao šalter, koji odlučuje o tome da li će struja između druge dvije elektrode tranzistora (source i drain) teći ili ne. Riječ je o provodnom materijalu, ali s puno većim specifičnim otporom nego u slučaju metala, pa se kao vodič koristi samo u izuzetnim slučajevima. Zbog svog velikog specifičnog otpora koristi se kao materijal za otpornike na čipovima, pogotovo u analognoj mikroelektronici.

Opis tehnologije se nastavlja u 3. dijelu.