ایک دور تھا ، جہاں کمپیوٹرز کا سائز اتنا بڑا تھا کہ انسٹال کرنے کے ل easily آسانی سے کمرے کی جگہ درکار ہوتی تھی۔ لیکن آج وہ اتنے ترقی یافتہ ہیں کہ ہم انہیں نوٹ بک کی طرح آسانی سے بھی لے جا سکتے ہیں۔ جدت طرازی نے یہ ممکن کیا انٹیگریٹڈ سرکٹس کا تصور تھا۔ میں انٹیگریٹڈ سرکٹس ، فعال اور کی ایک بڑی تعداد غیر فعال عنصر ان کے باہمی رابطوں کے ساتھ ساتھ کراس سیکشن میں عام طور پر 50 بذریعہ 50 میل تک ایک چھوٹے سے سلیکن ویفر تیار کیے جاتے ہیں۔ اس طرح کے سرکٹس کی تیاری کے ل followed جن بنیادی عملوں میں پیروی کی گئی ہے ان میں اپٹیکسیئل نمو ، نقاب پوش ناپختہ بازی ، آکسائڈ نمو اور آکسائڈ اینچنگ شامل ہیں ، پیٹرن بنانے کے لئے فوٹو لیتھ گرافی کا استعمال کرتے ہوئے۔
ویفر کے اوپر اجزاء میں ریزسٹر ، ٹرانجسٹر ، ڈایڈس ، کیپسیٹر وغیرہ شامل ہیں ... آئی سی کے سب سے زیادہ پیچیدہ عنصر ٹرانجسٹرز ہیں۔ ٹرانجسٹر مختلف اقسام کے ہیں جیسے سی ایم او ایس ، بی جے ٹی ، ایف ای ٹی۔ ہم تقاضوں پر مبنی آئی سی پر عمل درآمد کرنے کے لئے ٹرانجسٹر ٹیکنالوجی کی قسم کا انتخاب کرتے ہیں۔ اس مضمون میں آئیے کے تصور سے واقف ہوں CMOS من گھڑت (یا) بطور سی ایم او ایس ٹرانجسٹروں کی جعل سازی۔
CMOS تانے بانے
کم بجلی کی کھپت کی ضرورت کے لئے سی ایم او ایس ٹکنالوجی ٹرانجسٹروں کو نافذ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر ہمیں تیز سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے تو پھر ٹرانجسٹروں کو نافذ کردیا جاتا ہے آایسی کا استعمال بی جے ٹی . کی تعمیر سی ایم او ایس ٹرانجسٹر جیسا کہ آئی سی کا کام تین مختلف طریقوں سے کیا جاسکتا ہے۔
این ویل / پی ویل ٹیکنالوجی ، جہاں ن قسم کی بازی ایک پی قسم کے سبسٹریٹ پر کی جاتی ہے یا پی ٹائپ بازی بالترتیب این قسم کے سبسٹریٹ پر کی جاتی ہے۔
جڑواں اچھی ٹیکنالوجی ، کہاں NMOS اور PMOS ٹرانجسٹر ایک فرعی سطح کے بجائے ، ایک epitaxial نمو کی بنیاد پر بیک وقت بازی کے ذریعے wafer کے اوپر تیار کر رہے ہیں.
سلیکن آن انسولیٹر پروسیس ، جہاں سلیکن کو بطور سبطریٹ استعمال کرنے کی بجائے تیز رفتار اور لچ-اپ حساسیت کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
N- اچھی / P- اچھی ٹیکنالوجی
سی ایم او ایس دونوں کو مربوط کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے NMOS اور PMOS ٹرانجسٹر اسی سلکان ویفر سے زیادہ N – اچھی ٹیکنالوجی میں ایک ن-قسم کا کنواں p- قسم کے سبسٹریٹ پر پھیلا ہوا ہے جبکہ P- اچھی طرح سے یہ نائب ہے۔
سی ایم او ایس بنانے کے اقدامات
CMOS من گھڑت عمل بہاؤ بیس بنیادی من گھڑت اقدامات کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جبکہ N- well / P-well ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا جاتا ہے۔
اچھی طرح سے N کا استعمال کرتے ہوئے سی ایم او ایس بنانا
مرحلہ نمبر 1: پہلے ہم من گھڑت سبزیوں کو من گھڑت بنیادوں کے طور پر منتخب کرتے ہیں۔ اچھی طرح سے کے لئے ، ایک P قسم سلکان ضمنی انتخاب کیا گیا ہے۔
سبسٹریٹ
مرحلہ 2 - آکسیکرن: سی قسم کی نجاست کا انتخابی بازی ایس او 2 کو رکاوٹ کے طور پر استعمال کرتے ہوئے پورا کیا جاتا ہے جو سب وے کے آلودگی سے بچنے والے ویفر کے حصوں کی حفاظت کرتا ہے۔ سی اودوآکسیکرن عمل کے ذریعہ رکھی جاتی ہے جس میں آکسیکرن چیمبر میں تقریبا 1000 کی سطح پر اعلی معیار والے آکسیجن اور ہائیڈروجن کے ذیلی ذخیرے کو اجاگر کیا جاتا ہے0c
آکسیکرن
مرحلہ 3 - فوٹو اسٹورسٹ کا بڑھتا ہوا ہونا: سلیکٹیو اینچنگ کی اجازت دینے کے لئے اس مرحلے پر ، سی او 2 پرت فوٹو فوٹو گرافی کے عمل سے مشروط ہے۔ اس عمل میں ، ویفر فوٹوسیسنٹیوت ایملشن کی یکساں فلم کے ساتھ لیپت ہوتا ہے۔
فوٹو اسٹراسٹ کا بڑھتا ہوا
مرحلہ 4 - ماسکنگ: یہ قدم فوٹو گرافی کے عمل کا تسلسل ہے۔ اس مرحلے میں ، کھلے پن کا ایک مطلوبہ نمونہ اسٹینسل کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ اس سٹینسل کو فوٹو ماہر کے اوپر ماسک کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ذیلی ذیلی جگہ اب سامنے آچکی ہے یووی کرنوں ماسک کے بے نقاب علاقوں کے تحت موجود فوٹو اسٹورسٹ پولیمرائزڈ ہوجاتا ہے۔
فوٹو ماہر کا نقاب پوش
مرحلہ 5 - غیر منقولہ فوٹو اسٹورسٹ کا خاتمہ: ماسک کو ہٹا دیا جاتا ہے اور فوٹووراسٹ کا غیر متزلزل خطہ ٹرائکلوریتھیلین جیسے کیمیکل کا استعمال کرکے ویفر تیار کرکے تحلیل ہوجاتا ہے۔
فوٹو اسٹورسٹ کا خاتمہ
مرحلہ 6 - ترکیب: ویفر کو ہائیڈرو فلورک ایسڈ کی کھوج کے حل میں ڈوبا جاتا ہے ، جو آکسائڈ کو ان علاقوں سے ہٹاتا ہے جس کے ذریعے ڈوپینٹس کو پھیلایا جاتا ہے۔
سی او 2 کی ایچنگ
مرحلہ 7 - پوری فوٹو اسٹورسٹ پرت کا خاتمہ: دوران اینچنگ کا عمل ، سی او 2 کے وہ حصے جو فوٹوورسٹ پرت کے ذریعہ محفوظ ہیں متاثر نہیں ہوئے ہیں۔ فوٹوورسٹ ماسک اب کیمیائی سالوینٹس (گرم H2SO4) کے ساتھ چھین لیا گیا ہے۔
فوٹوورسٹ پرت کو ہٹانا
مرحلہ 8 - این کنواں کی تشکیل: ن-قسم کی نجاستوں کو بے نقاب خطے کے ذریعے پی قسم کے سبسٹریٹ میں پھیلایا جاتا ہے اور اس طرح ایک اچھی طرح سے تشکیل پاتا ہے۔
این کنواں کی تشکیل
مرحلہ 9 - ایس ای او 2 کا خاتمہ: ہائیڈرو فلوروک ایسڈ کے ذریعہ اب سی او 2 کی پرت کو ہٹا دیا گیا ہے۔
سی او 2 کا خاتمہ
مرحلہ 10 - پولیسیقون کا جمع: کے دروازے کی غلط بیانی a CMOS ٹرانجسٹر ناپسندیدہ اہلیت کا باعث بنے گا جو سرکٹ کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ لہذا اس 'خود سے منسلک گیٹ عمل' کو روکنے کے لئے ترجیح دی جاتی ہے جہاں آئنوں کی پیوند کاری کا استعمال کرتے ہوئے ذریعہ اور نالی کی تشکیل سے قبل گیٹ ریجن بن جاتے ہیں۔
پولیسلن کا جمع
پولیسیلون دروازے کی تشکیل کے لئے استعمال ہوتا ہے کیونکہ یہ 8000 سے زیادہ درجہ حرارت کا مقابلہ کرسکتا ہے0c جب کسی ویفر کو منبع اور نالی کی تشکیل کے ل an انیلنگ کے طریقوں کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ پولیسیلن استعمال کرکے جمع کیا جاتا ہے کیمیائی جمع کرنے کا عمل گیٹ آکسائڈ کی ایک پتلی پرت سے زیادہ پولیسلکن پرت کے نیچے یہ پتلی گیٹ آکسائڈ گیٹ ریجن کے تحت مزید ڈوپنگ کو روکتا ہے۔
مرحلہ 11 - گیٹ ریجن کی تشکیل: دروازوں کے قیام کے لئے درکار دو علاقوں کو چھوڑ کر NMOS اور PMOS ٹرانجسٹر پولی سلیکان کا باقی حصہ چھین لیا گیا ہے۔
گیٹ ریجن کی تشکیل
مرحلہ 12 - آکسیکرن عمل: ایک آکسیکرن پرت ویفر کے اوپر جمع کی جاتی ہے جو مزید ڈھال کے طور پر کام کرتی ہے بازی اور میٹالائزیشن کے عمل .
آکسیکرن عمل
مرحلہ 13 - نقاب پوشی اور بازی: ماسکنگ کے عمل کو استعمال کرتے ہوئے ن قسم کی نجاستوں کے پھیلاؤ کے لئے خطے بنانے کے ل small چھوٹے خلاء بنائے گئے ہیں۔
ماسک لگانا
بازی عمل کا استعمال کرتے ہوئے NMOS کے ٹرمینلز کی تشکیل کے ل three تین این + خطے تیار کیے گئے ہیں۔
این بازی
مرحلہ 14 - آکسائڈ کا خاتمہ: آکسائڈ کی پرت چھین لی جاتی ہے۔
آکسائڈ کو ختم کرنا
مرحلہ 15 - پی قسم کی بازی: PMOS p- قسم کے پھیلاؤ کے ٹرمینلز کی تشکیل کے ل n ن قسم کے پھیلاؤ کی طرح ہیں۔
پی قسم کی بازی
مرحلہ 16 - موٹی فیلڈ آکسائڈ بچھانا: دھات کے ٹرمینلز کی تشکیل سے پہلے ایک موٹی فیلڈ آکسائڈ بچھایا جاتا ہے تاکہ وہفر کے ان خطوں کے لئے حفاظتی پرت تشکیل دیا جا. جہاں ٹرمینلز کی ضرورت نہیں ہوتی تھی۔
موٹی فیلڈ آکسائڈ پرت
مرحلہ 17 - دھات کاری: اس قدم کو دھاتی ٹرمینلز کی تشکیل کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جو آپس میں رابطہ قائم کرسکتے ہیں۔ ایلومینیم پورے وفر پر پھیلا ہوا ہے۔
دھات کاری
مرحلہ 18 - اضافی دھات کی برطرفی: اضافی دھات ویفر سے ہٹا دی گئی ہے۔
مرحلہ 19 - ٹرمینلز کی تشکیل: اضافی دھات کے ٹرمینلز کو ہٹانے کے بعد جو خلا پیدا ہوتا ہے اس میں باہم ربط کے ل. تشکیل دیا جاتا ہے۔
ٹرمینلز کی تشکیل
مرحلہ 20 - ٹرمینل نام تفویض کرنا: کے ٹرمینلز کو نام تفویض کیے گئے ہیں NMOS اور PMOS ٹرانجسٹر .
ٹرمینل نام تفویض کرنا
پی ویل ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے سی ایم او ایس بنانا
پی کنواں کا عمل N ویسے عمل سے ملتا جلتا ہے سوائے اس کے کہ یہاں ن-قسم کا سبسٹراٹ استعمال کیا جاتا ہے اور پی قسم کے پھیلاؤ کئے جاتے ہیں۔ عام طور پر سادگی کے لئے ، ن اچھی طرح کے عمل کو ترجیح دی جاتی ہے۔
سی ایم او ایس کا ٹوئن ٹیوب سازی
ٹوئن ٹیوب پروسیس کے استعمال سے کوئی بھی P اور N- قسم کے آلات کو حاصل کرسکتا ہے۔ میں ملوث مختلف اقدامات CMOS کی من گھڑت ٹوئن ٹیوب کا طریقہ استعمال کرتے ہوئے مندرجہ ذیل ہیں
- ہلکی ڈوپڈ ن یا پی قسم کا سبسٹراٹ لیا جاتا ہے اور اپٹیکسیئل پرت استعمال ہوتی ہے۔ ایپیٹیکسیئل پرت چپ میں لچ اپ مسئلے کی حفاظت کرتی ہے۔
- پیمائش کی موٹائی اور عین مطابق ڈوپینٹ حراستی کے ساتھ اعلی طہارت والے سلکان تہوں میں اضافہ ہوا ہے۔
- اچھی طرح سے پی اور این کے لئے ٹیوبوں کی تشکیل.
- بازی کے عمل کے دوران آلودگی سے تحفظ کے لئے پتلی آکسائڈ کی تعمیر۔
- آئنوں کی پیوندکاری کے طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے ماخذ اور نالی تشکیل دی جاتی ہے۔
- دھات کے رابطوں کے حصے بنانے کے لئے کٹوتی کی جاتی ہے۔
- دھات رابطے ڈرائنگ کے لئے دھات کاری کی جاتی ہے
سی ایم او ایس آئی سی لے آؤٹ
کا اوپری نظارہ سی ایم او ایس کو من گھڑت اور ترتیب دی گئی ہے۔ یہاں دھات کے مختلف رابطے اور N اچھی طرح سے پھیلاؤ کو صاف دیکھا جاسکتا ہے۔
سی ایم او ایس آئی سی لے آؤٹ
اس طرح ، یہ سب کچھ ہے CMOS من گھڑت تکنیک . آئیے ہم 1 ان مربع ویفر پر غور کریں جس میں 50 ملی بیس 50 ملی میٹر سطح کے رقبے کے 400 چپس میں تقسیم کیا گیا ہو۔ ٹرانجسٹر منانے کے لate اس میں 50 ملی 2 کا رقبہ لگتا ہے۔ لہذا ہر آایسی میں 2 ٹرانجسٹر ہوتے ہیں اس طرح ہر ویفر پر 2 x 400 = 800 ٹرانجسٹرس موجود ہیں۔ اگر ہر بیچ میں 10 ویفرز پر کارروائی کی جائے تو بیک وقت 8000 ٹرانجسٹر تیار کیے جاسکتے ہیں۔ آئی سی پر آپ نے کون سے مختلف اجزاء دیکھے ہیں؟
