Bagaimana transistor mikroskopis pada microchip dibuat?

Bagaimana sesuatu seperti microchip yang sudah kecil karena mampu menampung transistor yang lebih kecil dalam jutaan pada skala mikro? Sepertinya ini merupakan prestasi bagi mesin untuk dapat membuat sesuatu yang sangat kecil dan fungsional. Mungkin saya terlalu memikirkan ini atau kurang pengertian, tapi bagaimana mungkin membuat transistor sangat kecil yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang tapi berfungsi. Mesin apa yang bisa melakukan ini? Terutama di tahun 60an.

Microchip dibuat menggunakan berbagai langkah proses yang sangat luas. Pada dasarnya ada dua komponen utama untuk setiap langkah - menutupi area untuk beroperasi, dan kemudian melakukan beberapa operasi pada area tersebut. Langkah masking dapat dilakukan dengan beberapa teknik berbeda. Yang paling umum disebut photolithography. Dalam proses ini, wafer dilapisi dengan lapisan kimia fotosensitif yang sangat tipis. Lapisan ini kemudian diekspos dalam pola yang sangat rumit yang diproyeksikan dari topeng dengan cahaya panjang gelombang pendek. Set topeng yang digunakan menentukan desain chip, mereka adalah produk akhir dari proses desain chip. Ukuran fitur yang dapat diproyeksikan ke lapisan photoresist pada wafer ditentukan oleh panjang gelombang cahaya yang digunakan. Setelah photoresist terbuka, kemudian dikembangkan untuk mengekspos permukaan yang mendasarinya. Area yang terpapar dapat dioperasikan oleh proses lain - misalnya etsa, implantasi ion, dll. Jika fotolitografi tidak memiliki resolusi yang cukup, maka ada teknik lain yang menggunakan sinar elektron yang difokuskan untuk melakukan hal yang sama. Keuntungannya adalah tidak ada topeng yang diperlukan karena geometri hanya diprogram ke dalam mesin, namun jauh lebih lambat karena balok (atau beberapa balok) harus melacak setiap fitur individual.

Transistor sendiri dibangun dari beberapa lapisan. Kebanyakan chip saat ini adalah CMOS, jadi saya akan menjelaskan secara singkat bagaimana membangun transistor MOSFET. Metode ini disebut metode 'self-aligned gate' karena gerbang diletakkan di depan sumber dan tiriskan sehingga setiap ketidakselarasan di gerbang akan dikompensasi. Langkah pertama adalah meletakkan sumur tempat transistor diletakkan. Sumur mengkonversi silikon menjadi tipe yang benar untuk membangun transistor (Anda perlu membangun NOSFET saluran pada silikon tipe P, dan MOSFET saluran P pada silikon jenis N). Ini dilakukan dengan meletakkan lapisan photoresist dan kemudian menggunakan implantasi ion untuk memaksa ion ke dalam wafer di area yang terbuka. Kemudian oksida gerbang ditanam di atas wafer. Pada chip silikon, oksida yang digunakan umumnya silikon dioksida - kaca. Ini dilakukan dengan memanggang chip dalam oven dengan oksigen pada suhu tinggi. Kemudian lapisan polisilikon atau logam disepuh di atas oksida. Lapisan ini akan membentuk gerbang setelah dietsa. Selanjutnya, lapisan photoresist diletakkan dan diekspos. Area yang terbuka terukir, meninggalkan gerbang transistor. Selanjutnya, putaran photolithography digunakan untuk menutupi daerah untuk sumber transistor dan saluran air. Implantasi ion digunakan untuk membuat sumber dan mengalirkan elektroda di area yang terbuka. Gerbang elektroda itu sendiri bertindak sebagai topeng untuk saluran transistor, memastikan bahwa sumber dan tiriskan didoping persis ke tepi elektroda gerbang. Kemudian wafer dipanggang sehingga ion yang ditanam bekerja sedikit di bawah gerbang elektroda. Sesudah ini,

Saya menggali beberapa video yang layak yang sebenarnya adalah video pendidikan dan bukan video PR:

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

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

Ini adalah proses fotografi, mirip dalam beberapa hal dengan kamera film dengan pencahayaan terpisah dan langkah-langkah pengembangan. Mereka tidak perlu mencetak fitur dalam ukuran sebenarnya; mereka dapat mencetaknya dalam ukuran yang dapat mereka tangani dan menggunakan lensa untuk memfokuskan gambar itu ke silikon.