随后将晶圆放在约95度的电热板上干燥1分钟用来除去剩下的溶剂,在溶剂干燥后会留下一层固态薄膜。
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然后将晶圆送入自制的无掩模光刻机中进行曝光,目的是将之前PS中的图像投影到芯片上,通过dlp投影仪把一些光学器件将图像缩小并投射至芯片。晶圆中心的蓝点是整个曝光场,它大约会持续9秒,当曝光一次结束后继续移动晶圆,以曝光其它区域。
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下一个步骤是显影。首先把晶圆放在一定百分比的氢氧化钾溶液中约一分钟,从而蚀刻掉暴露的光刻胶部分,接着用水洗去残留的显影剂,并用显微镜检查以确保一切正常,如果出现了问题可以把光刻胶层揭掉,然后用不同的曝光或显影时间再来一次。
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光刻的图像是在光刻胶层中形成的,下一步是要用蚀刻剂把图像转移到多晶硅层,因此暂时不需要光刻胶掩膜层,可以用丙酮将其剥离。
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随后对芯片进行清洁干燥,然后加上磷溶液并进行旋转,接着在一千多摄氏度的高温下烘烤45分钟,这样才能将磷原子转移到刚才用光刻胶形成的小井中,以形成mosfet的源极和漏极。
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接着重复旋涂、烘烤、显影的过程,制作出芯片的栅极层以及接触层。
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晶圆在高温步骤后表面会有一层绝缘的二氧化硅覆盖,因此在接触层掩膜结束后,还要用氢氟酸(美剧《绝命毒师》中的“化尸水”,虽然是弱酸但腐蚀性惊人,玻璃容器也能腐蚀,化工学子们有道“宁用硫酸盐酸硝酸不用氢氟酸”)或者三氟甲烷之类的试剂进行刻蚀,从而剥离绝缘体来确保通电。
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然后将晶圆放入真空室,来蒸发一个约1微米厚的铝层,然后再重复整个光刻过程,炫图曝光和显影,以形成金属层。
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最后给晶圆进行磷酸浴,以蚀刻残留的铝,一枚芯片就这样产生了。
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但这并不意味着整个芯片生产流程的完成,还需要对制作的芯片进行检查,例如测量栅极的长宽和层厚等参数;用探针台检测晶体管的完好程度。当然,这一步相当繁琐而且这些晶体管非常小,所以连接这些晶体管并不容易。
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最后,用一台上世纪80年代生产的老货惠普4145A精密半导体参数分析仪,来对晶体管进行电流、电压测试。
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Zeloof制造的晶体管测量后得到的N沟道mosfet的I-V曲线(电流、电压特性曲线,通常用作工具确定和理解组件或设备的基本参数,并且还可以用于在电子电路中对其行为进行数学建模),Zeloof表示最后结果还算不错。
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