Come viene effettivamente utilizzata la litografia per "stampare" i transistor?

In una delle mie lezioni abbiamo esaminato la litografia, ma principalmente il lato ottico delle cose (il limite di diffrazione, l'immersione di liquidi per aumentare l'angolo di incidenza, ecc.).

Un punto che non è mai stato coperto è come la luce droga effettivamente il silicio e crea un transistor. Ho cercato di inciampare in rete, ma ogni articolo è in qualche modo sopra la mia testa, o troppo vago.

In breve, in che modo un raggio di luce focalizzato diretto verso un composto come il silicio porta a un transistor "stampato", per mancanza di un termine migliore?

Esistono più passaggi, ma il processo di base è l'utilizzo di un fotoresist.

All'inizio di una fase del processo, un fotoresist viene "filato" sul wafer. È una cosa molto letterale, fanno girare il wafer mentre gocciolano il polimero sulla superficie che si diffonde in un sottile strato di spessore preciso. Questo viene curato e quindi posto in una macchina fotolitografica, che proietta un'immagine sul wafer che lascia immagini latenti nel fotoresist (AKA PR).

Viene sviluppato il PR (alcuni resistori sono negativi e altri positivi, il che significa che le aree esposte rimangono o le aree esposte vengono eliminate). il processo di sviluppo rimuove le parti del PR che devono essere rimosse lasciando il modello desiderato.

Il PR può definire aree incise (rimosse) o finestre attraverso le quali vengono impiantati ioni. L'impianto è il processo attraverso il quale viene drogato il Si.

Una volta impiantata l'area, il PR rimanente viene rimosso e il wafer viene trattato termicamente per ricottura del danno dell'impianto.

Tra le fasi litografiche si trovano depositi, escrescenze, incisioni, bagni umidi, trattamenti al plasma ecc.

Per elaborare il passaggio di proiezione (imaging):

Il design originale di un microchip è "disegnato" con altri mezzi (ad es. Microscopia elettronica) su una lastra di vetro chiamata reticolo . Il reticolo viene ripreso sul fotoresist con riduzione (ad es. Riduzione di 4 volte nelle macchine ASML), producendo minuscole strutture. Sebbene tutte le fasi della realizzazione di un chip siano importanti, questa fase di imaging è fondamentale per definire la qualità e le dimensioni delle caratteristiche del chip finale, nonché in termini di complessità e costi.

Quando la tecnologia viene menzionata con i nanometri, si tratta della dimensione critica (dimensione più piccola della funzione) creata in questo passaggio (a condizione che possa quindi essere "elaborata" chimicamente. Attualmente è di circa 20 nm (rispetto alla lunghezza d'onda della luce visibile di 500 nm e al diametro atomico del silicio di 0,2 nm). Di solito più piccola è la dimensione critica, più veloce e più efficiente è il chip.

Le attuali macchine per fotolitografia utilizzano una luce DUV (ultravioletta profonda) con una lunghezza d'onda di 193 nm. Le macchine di prossima generazione saranno basate sulla luce EUV (ultravioletto estremo) con una lunghezza d'onda di 13,5 nm e useranno ottiche a base di specchio puro nel vuoto (perché il vetro e persino l'aria assorbono la luce EUV).

Questa pagina Web (link rubato da una risposta a questa domanda ) mostra i diversi passaggi per la creazione di un transistor su un wafer. Molto ben spiegato con chiare illustrazioni.

Penso che ciò che ti manca sia che la luce non viene utilizzata direttamente per drogare il silicio, ma viene utilizzata per creare una maschera che protegge la parte del silicio che non deve essere drogata. Il drogaggio stesso viene fatto esponendo la parte non protetta ad alcuni gas che si diffondono nel silicio.