Как на самом деле литография используется для «печати» транзисторов?

На одном из моих занятий мы изучали литографию, но в основном это были вопросы оптики (дифракционный предел, погружение в жидкость для увеличения угла падения и т. Д.).

Одна точка, которая никогда не освещалась, это то, как свет на самом деле легирует кремний и создает транзистор. Я пытался наткнуться вокруг в сети , но каждая статья либо образом над моей головой, или слишком расплывчатым.

Короче говоря, как сфокусированный луч света, направленный на такое соединение, как кремний, приводит к «печатному» транзистору из-за отсутствия лучшего термина?

Есть несколько шагов, но основной процесс заключается в том, что вы используете фоторезист.

В начале шага процесса фоторезист «крутится» на пластине. Это очень буквальная вещь, они вращают пластину, капая полимер на поверхность, которая распространяется в тонкий слой точной толщины. Это вылечено и затем помещено в фотолитографическую машину, которая проецирует изображение на пластину, которая оставляет скрытые изображения в Фоторезисте (AKA PR).

PR разрабатывается (некоторые резисты отрицательны, а некоторые положительны, что означает, что открытые области остаются или открытые области удаляются). процесс разработки удаляет части PR, которые должны быть удалены, оставляя желаемый шаблон.

PR может определять области, которые травятся (удаляются) или окна, через которые имплантируются ионы. Имплантация - это процесс, посредством которого легируется Si.

Как только область имплантируется, оставшийся PR удаляется, и пластина подвергается термической обработке для отжига повреждения имплантата.

В промежутках между литами находятся отложения, наросты, травления, влажные ванны, плазменные процедуры и т. Д.

Чтобы уточнить этап проецирования (визуализации):

Оригинальный дизайн микрочипа «нарисован» другими способами (например, электронная микроскопия) на стеклянной пластине, называемой сеткой . Сетка отображается на фоторезисте с уменьшением (например, в 4 раза в станках ASML), создавая крошечные структуры. Хотя все этапы создания чипа важны, этот этап визуализации имеет решающее значение для определения качества и размера функции конечного чипа, а также с точки зрения его сложности и стоимости.

Когда технология упоминается в нанометрах, речь идет о критическом измерении (наименьшем размере элемента), созданном на этом этапе (при условии, что его затем можно «обработать» химическим способом. В настоящее время оно составляет около 20 нм (сравните с длиной волны видимого света 500 нм и до атомного диаметра кремния 0,2 нм.) Обычно чем меньше критический размер, тем быстрее и энергоэффективнее чип.

Современные фотолитографические машины используют DUV (глубокое ультрафиолетовое) излучение с длиной волны 193 нм. Машины следующего поколения будут основаны на свете EUV (экстремальный ультрафиолет) с длиной волны 13,5 нм и будут использовать чистую зеркальную оптику в вакууме (потому что стекло и даже воздух поглощают свет EUV).

На этой веб-странице (ссылка, украденная из ответа на этот вопрос ) показаны различные этапы создания транзистора на пластине. Очень хорошо объяснено с наглядными иллюстрациями.

Я думаю, что вам не хватает того, 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 кремнии.