Как изготавливаются микроскопические транзисторы на микрочипах?

Как нечто вроде микрочипа, уже маленького размера, способного вместить миллионы транзисторов меньшего размера в таком микроуровне? Кажется, что такой подвиг для машины - сделать что-то настолько маленьким и функциональным. Возможно, я слишком обдумываю это или не понимаю, но как можно создать такой маленький транзистор, который не будет виден невооруженным глазом, но не функционирует. Какая машина могла это сделать? Особенно в 60-х.

Микрочипы изготавливаются с использованием самых разных технологических этапов. В основном на каждом шаге есть два основных компонента - маскирование областей для работы, а затем выполнение некоторой операции с этими областями. Шаг маскирования может быть выполнен с помощью нескольких различных методов. Наиболее распространенным называется фотолитография. В этом процессе пластина покрывается очень тонким слоем светочувствительного химического вещества. Этот слой затем экспонируется в очень сложном узоре, который проецируется с маски с коротковолновым светом. Набор используемых масок определяет конструкцию чипа, они являются конечным продуктом процесса проектирования чипа. Размер элемента, который можно спроецировать на покрытие фоторезиста на пластине, определяется длиной волны используемого света. После того, как фоторезист выставлен, его разрабатывают для экспонирования подстилающей поверхности. На открытые участки могут воздействовать другие процессы - например, травление, ионная имплантация и т. Д. Если фотолитография не имеет достаточного разрешения, тогда существует другой метод, который использует сфокусированные электронные лучи, чтобы сделать то же самое. Преимущество состоит в том, что маски не требуются, поскольку геометрия просто запрограммирована в машине, однако это намного медленнее, поскольку луч (или несколько лучей) должен отслеживать каждую отдельную особенность.

Сами транзисторы состоят из нескольких слоев. Большинство чипов в наши дни являются CMOS, поэтому я кратко опишу, как построить транзистор MOSFET. Этот метод называется методом «самоустанавливающихся затворов», поскольку затвор устанавливается перед истоком и стоком, так что любое смещение в затворе будет компенсировано. Первый шаг - заложить лунки, в которых установлены транзисторы. Скважины преобразуют кремний в правильный тип для построения транзистора (вам нужно построить N-канальный MOSFET на кремнии P-типа и P-канальный MOSFET на кремнии N-типа). Это делается путем нанесения слоя фоторезиста, а затем с помощью ионной имплантации для нагнетания ионов в пластину на открытых участках. Затем оксид затвора выращивают поверх пластины. На кремниевых чипах обычно используется оксид кремния - стекло. Это делается путем выпечки чипа в печи с кислородом при высокой температуре. Затем слой поликремния или металла наносится поверх оксида. Этот слой сформирует ворота после того, как это травится. Затем слой фоторезиста наносится и обнажается. Открытые участки вытравливаются, оставляя затворы транзистора. Затем, другой раунд фотолитографии используется, чтобы замаскировать области для транзисторных источников и стоков. Ионная имплантация используется для создания электродов истока и стока на открытых участках. Сам электрод затвора действует как маска для транзисторного канала, обеспечивая то, что исток и сток легированы точно к краю электрода затвора. Затем пластина выпекается таким образом, чтобы имплантированные ионы немного продвигались под электродом затвора. После этого,

Я выкопал пару приличных видео, которые на самом деле являются образовательными, а не пиар-роликами:

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

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

Это фотографический процесс, в чем-то похожий на пленочную камеру с отдельными этапами экспозиции и развития. Им не нужно печатать функции в реальном размере; они могут напечатать их в размере, с которым они могут обращаться, и использовать линзы, чтобы сфокусировать это изображение на кремнии.