На одном из моих занятий мы бегло рассмотрели литографию, но в основном касались оптики (дифракционный предел, погружение в жидкость для увеличения угла падения и т. д.).
Один момент, который никогда не освещался, — это то, как свет на самом деле легирует на кремний и создает транзистор. Я пытался наткнуться на сеть, но каждая статья либо слишком сложна для меня, либо слишком расплывчата.
Короче говоря, как сфокусированный луч света, направленный на такое соединение, как кремний, приводит к «печатному» транзистору, за неимением лучшего термина?
Есть несколько шагов, но основной процесс заключается в том, что вы используете фоторезист.
В начале технологического этапа фоторезист «накручивается» на пластину. Это очень буквальная вещь, они крутят пластину, капая полимер на поверхность, которая растекается тонким слоем точной толщины. Это отверждается, а затем помещается в фотолитографическую машину, которая проецирует изображение на пластину, оставляя скрытые изображения в фоторезисте (AKA PR).
PR развивается (некоторые резисты отрицательные, а некоторые положительные, что означает, что открытые области остаются или открытые области удаляются). процесс разработки удаляет части PR, которые должны быть удалены, оставляя после себя желаемый шаблон.
PR может определять области, которые травятся (удаляются), или окна, через которые имплантируются ионы. Имплантация — это процесс легирования кремния.
После того, как область имплантирована, оставшиеся PR удаляются, а пластина подвергается термической обработке, чтобы отжечь повреждение имплантата.
Между этапами литографии находятся осаждение, наращивание, травление, влажные ванны, плазменная обработка и т. д.
Чтобы уточнить этап проецирования (визуализации):
Первоначальный дизайн микрочипа «рисуется» каким-либо другим способом (например, с помощью электронной микроскопии) на стеклянной пластине, называемой сеткой . Сетка изображается на фоторезисте с уменьшением (например, 4-кратным уменьшением на машинах ASML), создавая крошечные структуры. Хотя все этапы изготовления чипа важны, этот этап визуализации имеет решающее значение для определения качества и размера конечного чипа, а также с точки зрения его сложности и стоимости.
Когда технология упоминается с нанометрами, речь идет о критическом размере (наименьшем размере элемента), созданном на этом этапе (при условии, что он может быть затем «обработан» химическим путем). В настоящее время он составляет около 20 нм (сравните с длиной волны видимого света 500 нм и к атомному диаметру кремния 0,2 нм) Обычно чем меньше критический размер, тем быстрее и энергоэффективнее чип.
Современные фотолитографические машины используют DUV (глубокий ультрафиолет) свет с длиной волны 193 нм. Машины следующего поколения будут основаны на EUV-свете (крайнем ультрафиолете) с длиной волны 13,5 нм и будут использовать чистую зеркальную оптику в вакууме (поскольку стекло и даже воздух поглощают EUV-свет).
На этой веб-странице (ссылка украдена из ответа на этот вопрос ) показаны различные шаги по созданию транзистора на пластине. Очень хорошо объяснено с четкими иллюстрациями.
Я думаю, что вы упускаете то, что свет не используется непосредственно для легирования кремния, он используется для создания маски, которая защищает часть кремния, которую не нужно легировать. Само легирование осуществляется путем воздействия на незащищенную часть газа, который диффундирует в кремний.