Фотолитография и легирование. Как делают ПРОЦЕССОРЫ и МИКРОСХЕМЫ. 

Определите подходящую вам IT-профессию и освойте её с нуля в SkillFactory: go.skillfactory.ru/qv-3gA 45% скидка на обучение по промокоду HIDEV до 10.08.2022 г.

Отдельное удовольствие смотреть это видео когда только что защитил диплом по специальности "нанотехнологии и микросистемная техника" Небольшие дополнения: 1) Для получения p-типа чаще всего используют именно бор, алюминий уже экзотика. А для получения n-типа чаще всего используют фосфор, сурьму и мышьяк; 2) Оксид кремния не наносят на исходную пластину, а выращивают из самого кремния (собсна при окислении кислородом). Это же позволяет делать из кремния различные сложные конструкции (чаще всего микронного масштаба) для датчиков, актюаторов и тд, вплоть до балок, шестеренок, мембран и прочего безобразия, стравливая полученный оксид вокруг необходимой кремниевой конструкции Легкое получение оксида кремния (читай - диэлектрика с неплохими свойствами) в том числе объясняет доминирование кремния при изготовлении полупроводниковых приборов; 3) В настоящее время планарная технология, о которой идет речь, понемногу отходит в сторону, освобождая место трехмерным структурам, которые обладают большей плотностью на пластине, большим быстродействием и тд (FinFET, NWFET, GAAFET и пр). Это вызвано тем, что закон Мура "потихоньку" перестает выполняться, а желание впихнуть побольше транзисторов в тот же объём (хотя скорее на ту же площадь) осталось. Однако, это требует больших затрат на изготовление - в планарной количество этапов фотолитографий может составлять несколько десятков, а для современных интегральных схем чуть ли не на порядок больше (кстати, именно количество фотолитографий является неким критерием сложности изготовляемой ИС). Ограничение тех размера связано не только с ограничением фотолитографии, но и с размерными эффектами; 4) Легирование не всегда осуществляется под прямым углом, иногда необходимо создать карман, заходящий под маску (который может изготовляться в том числе и из SiO2, который при легировании служит маской) 5) Нельзя не упомянуть, что приборы строятся на пластинах различных кристаллографических ориентаций, в зависимости от конкретных требований; 6) Ну и самый забавный и неочевидный факт - кремниевые пластины имеют толщину менее 1 мм (1000 мкм), а используется ну пусть 200 нм (0,2 мкм или 0,0002 мм). Остальной кремний просто не используется и нужен только для того, чтобы пластины не трескались в руках и установках на этапах производства)

Жаль, что не сказал: В установке для производства процессоров по EUV-литографии установлен специальный углекислотный лазер. Этот монстр мощностью в 30 киловатт стреляет по 2 импульса с частотой 50 килогерц. Лазер попадает в капли олова, первый выстрел фактически плющит и превращает каплю в блин, которая становится легкой мишенью для второго залпа, который ее поджигает. И происходит это 50 тысяч раз в секунду! А образовавшаяся плазма и излучает этот свет в экстремальном УФ спектре.

Удивительно, как человек, начиная камнями и палками, смог достичь такой сложнейшей техники! Спасибо за выпуск!

Сложная технология выращивания кремния называется метод Чохральского. Засветка фоторезиста происходит не только УФ излучением. Для каждого фоторезиста есть своя длина волны, необходимая для засветки. В зависимости от длины волны источника излучения и определяются минимальные размеры элементов. Легирование называется изотропным (скорость легирования примерно равна во всех направлениях) и анизотропным (скорость легирования в одном направлении существенно больше скорости легирования в других). По поводу разрешения, техпроцесса и размеров. Первое и самое главное - техпроцесс не есть минимальный размер. Второе - минимальный размер затвора у памяти 14 нм; при меньших размерах ячейка памяти не способна хранить заряд. Далее. Существует действительно много способов повышения разрешения, к основным относят: OPC - добавление в топологию фотошаблона элементов коррекции оптической близости (не стоит забывать про оптические эффекты дифракции и абберации), двойное экспонирование (одну и ту же область засвечивают и обрабатывают дважды, multi patterning (ортогональные линии одного слоя находятся на двух разных фотошаблонах, соответственно экспонируются раздельно), фазосдвигающие фотошаблоны, совершенствование установок экспонирования, в частности схем освещения фотошаблона. Для критических слоев фотолитографии (затворы и первые слои металлизации) применяют еще и метод прямого экспонирования электронным лучом. EUV экономически убыточен в связи с малой мощностью источников излучения (речь про 13нм УФ). На одной подложке на передовых техпроцессах размещается не несколько интегральных схем, а тысячи и десятки тысяч. Для справки, я проектировщик фотошаблонов на их производстве.

Я просто в диком восторге от видео. Это тот контент который я искал всю жизнь. Благодарю за столь познавательное видео.

Ну наконец-то! Сколько смотрел видосов по теме - так нифига и не понял. Ну т.е. вроде все термины на слуху, что-то там где-то выжигают, а вот по шагам как получают транзистор было не понятно. А оказывается всё просто, главное правильно всё объяснить и показать. Отличный видос!

Мы долго этого ждали, и наконец дождались!

Как раз освещения данного этапа мне и не хватало для полного понимания процесса производства чипов. Спасибо большое

Браво! Еще один восхитительный ролик! Так держать, маэстро!

Отлично как всегда, просто и доступно , главное без воды.Спасибо

Пожалуй, одно из лучших объяснений в сети на эту тему! Спасибо огромное!!!

Очень интересный материал, знаю как работают транзисторы и занимаюсь ремонтом, но всегда было интересно как производят такие вещи. Спасибо за ролик.

Большое спасибо! Настолько кратко, но понятно и всеобъемлюще эту тему ещё никто не объяснял.

Недавно оскальпировал феник и, при этом верхний слой отлетел тоже. Такая красота: огромный кристалл и все видно без фотографий и джейпега!

Очень интересное видео. Спасибо. Хочется более подробно о всех этапах, например о создании медных дорожек между контактами транзисторов. Поддержу канал немного.

Очень интересная тема. Рад, что узнал как это всё работает

Очень круто, рад, что такие люди на свете есть

Прожив на свете 33 года, имея кое-какие познания в физике и хотябы какое-то представление о полупроводниках, я только сейчас, благодаря Автору, задумался и осознал, насколько удивительная и чудесная вещь -- ТРАНЗИСТОР!

Много смотрел инфы про литографию, но у тебя видео получилось на много понятнее и интереснее. Много новых моментов узнал, спасибо

Как инженер на dry etch (TEL) , скажу так . Минимальный размер обычной литографии - 42 нано метра. С помощью патеринга ( дабл и трипл) , можно догнать до 10 нано метров ( что мы собственно и гоним сейчас на заводе). С помощью экстрим uv можно сделать 9 нано метров . А если добавить трипл патернинг , то можно дойти до 3 нано метров....

Как всегда ОЧЕНЬ интересно, спасибо!

Важно понимать, что чистый кремний - не полупроводник, он является изолятором, то есть практически ток не проводит. И лишь при легировании, в зависимости от характера примесей, область кремния начинает проявлять свойства полупроводника с p- или n-проводимостью. Благодаря непроводимости чистого кремния, на его кристалле можно разместить триллиарды транзисторов, которые друг от друга будут изолированы участками нелегированного кремния. А вот с германием такой фокус не прокатит из-за того, что германий обладает значительной собственной проводимостью, поэтому из германия и не делаются микросхемы. Хотя участки напылённого германия иногда встречаются на кремниевых микросхемах.

За 11 минут, такую сложную тему так доступно объяснили! Спасибо, ролик очень понравился!

Кстати сейчас в россии разрабатывают Безмасочную рентгеновскую нанолитографию МОЭМС (микрооптические электромеханические системы) Фактически в России рассчитывают создать литографический сканер на основе так называемого EUV-излучения с длиной волны 13,5 нм и даже меньше. Сегодня такие сканеры выпускает исключительно нидерландская компания ASML и отсекает от этой продукции всех политически неугодных. Роль фотошаблона у такого сканера будет играть массив микрозеркал на основе матриц МЭМС, а детализация достигнет 28 нм и меньше. Безмасочная рентгеновская нанолитография МОЭМС (микрооптические электромеханические системы) будет прорабатываться по двум основным направлениям: с управлением коэффициентом отражения рентгеновского излучения и с управлением коэффициентом пропускания рентгеновского излучения. В первом случае это будет система зеркал, а во втором - полупрозрачных элементов. Фотомаска МОЭМС будет представлять собой структуру с миллионами пикселей, которая будет формировать изображение для проекции на светочувствительный слой кремниевой пластины. Если наши это реализуют это будет новая ступенька в развитие электроники, а безмасочная литография это в разы меньше брака да не требует тщятельного хранения маски. Держим кулачки !

Три курса моего технаря в одном видео)) Огонь!!

2 месяца проходил практику на участке ионного лигирования, в основном лигировали бором и красным фосфором. Благодаря твоё видео я понял чем я там занимался 😂😂😂

Для создания высококачественных плат в домашних условиях при помощи фоторезиста можно использовать фотополимерный принтер. Никакого геморроя с УФ лампами и их настройкой, принтер достаточно круто засвечивает фоторезист и время засветки можно подобрать любое, а самое главное что не надо делать шаблоны и трафареты, дисплей принтера позаботится об этом за тебя. Рекомендую для всех домашних самодельщиков, из китая конечно лучше, но если надо здесь и сейчас и есть такой принтер под рукой - дело 10 минут.

Самое простое и доходчивое объяснение из всех подобных роликов!

13нм это не "почти", а вполне себе мягкий рентген и в EUV установках используется рентгеновская оптика т.к. обычная уже попросту не годится, на хабре даже есть статья от человека который этим(рентгеновской оптикой для литографических степперов) занимается. Кроме того, технологии меньше 14нм требуют не просто множественного экспонирования, а "наслаивания" или FinFet, т.е. трехмерного размещения транзисторов(3нм например - это наслоение четырех транзисторов друг на друга), т.е. фактически это все те-же 14нм, но при расчете плотности за счет трехмерного размещения их формальный техпроцесс "уменьшается".

Видео топчик, казалось бы, такая сложная тема, но так просто рассказали.

Хоть кто-то подробно объяснил как это всё создаётся.❤

Потрясающе понятная подача! В очередной раз спрашиваю:"где ты был, когда я учился в институте..."

Транзисторы это конечно здорово...:))), ну а вот как там появляются: резисторы, конденсаторы, стабилитроны и т.п., а самое главное соединения между этими элементами!!! А ещё очень интересно как рисуют такие схемы...!!! А потом же нужно сделать выводы на ножки транзистора...!!! Короче больше вопросов, чем ответов. Хотя всё равно ролик очень интересен и нагляден. Спасибо!!!

1:35 а я все думал кто у меня в процессоре всем заправляет))

Здорово👍 Теперь буду знать☺️

Это шедевр! Спасибо!!!

Спасибо за познавательный ролик.

Единственное видео где по человечески объясняет. 👍

Спасибо за видео. Докладной не видел.👍👍👍

Это было просто охренительно интересно, а главное - понятно!) контент просто огнище)

Так держать, маэстро!Спасибо

Выпуск топ, мне как разработчику очень интересно окунуться в этот процесс

Так просто о таком сложном..!!! Спасибо.!

👏, всегда было интересно как в такой маленький процессор поместили миллиарды транзисторов, и причем здесь кремний

Очень круто! Без комментариев 😮

Вы как раз вовремя!)

Отличный ролик! Спасибо!

Коэффициент поражения поражает воображение👍

Наше вам 👍, товарищ электронщик!😁) - Спасибо за антересное (и познавательное, ака́кжэ!) научно-популярное кино. До новых встреч в эфире.✌️)

класс! очень круто! спасибо!

it-специалисты уважаемые люди, спасибо рассмешил. на работе как залезут куда нибудь в код программы и вуаля сломали все, а как починить код второй месяц не знают. конечно есть грамотные IT-спецы но их мало.

Тебе однозначно нужно собрать достаточное количество патреонов, чтобы заниматься только каналом. Очень качествееный обучающий контент. Спасибо.

А мы в старину лак для ногтей использовали . В идеале надо было цапонлак наносить, но это был для нас дефицыт. Потом с таблеткой гидроперита или перекиси и азотной кислоты вытравливали лишнюю медь с гетинакса . Да да , именно фольгированного гетинакса. Вот так было в 70-х годах прошлого столетия в обласном райцентре.

очень круто, спасибо

лекция зачет🤩👍

Круто! Так просто о сложном 👍

спасибо, очень полезно!

Спасибо большое, супер !

Фотолетография применялась ещё 30лет назад на конец развала СССР. Я разговаривал с человеком который рассказывал про кристаллы и литографию. Работали на оборонку.

@Hi Dev! Вы забыли рассказать, как изготавливаются сами фотошаблоны для литографии ;-)

Круто! Спасибо

Про рентгеновскую литографию поподробнее!)

Особое спасибо за Пятачка:)

Зная автора Hi Dev, могу предположить, что одно из следующих видео будет называться "Микросхема NE555 в домашних условиях" или "Attiny85 своими руками" :D

Ненавижу, когда сморишь интересный ролик и вдруг внезапно тебе втюхивают рекламу и ты понимаешь, что смотриш рекламу когда уже треть рекламной части уже прошла!

Очень интересное видео жду видео про лампы

Огромное спасибо!Нихрена не понял!А был ведущим инженером на больших ЭВМ в Управлении Статистики!Автору респект!

Увлекательно! 👍👍👍😎

Оказывается все достаточно просто. Если не принимать во внимание сложность оборудования для производства этих микросхем.

Братуха,сделай пожалуйста обзор работы инверторного сварочного аппарата.

Я и раньше диву давался как все это работает, а теперь даже уважение испытываю

интересно теперь узнать как спаивается кусок кремния и текстолит в процессоре 🤔

Первый кто рассказал про лигирование, я раньше думал, что там только кремний, ещё задумывался: как он может работать с одного материала

Ничего нового для тех кто в теме, но вот подача просто отличная для тех кто не в теме

Круто 👍

Давно интересовался этим "инопланетным" производством. Про литографию. Но миллиард транзисторов, кто это скомпоновал, разработал? Обычная плата где до 100 деталей бывает разобраться сложно. Что за шаблон там нужен, под миллиард, как его делают?

А можешь снять ролик как работают МАГНИТЫ мне интересно стало.

Интересно!

Такие видео делают автора наиблагороднейшим человеком мира!

Вроде как то понятно но все же с трудом понимаешь как можно все это соеденить такую мелочь. Спасибо за ролик гипер интересно

А каким образом наносятся проводники? Ещё было бы интересно поговорить о 3D-транзисторах в том же ракурсе. Спасибо за интересный материал.

емммм , меня всегда эта тема интересовала на счет как это усе работает и наноситься , чесно хочу сам делать это.

Топовая подача

Здравствуйте , напольные весы zelmer скачут сами по себе то вверх то вниз а в конце останавливаются на нуле, если встать на них, хочу попробовать поменять плату, где можно найти именно для моих весов?

Такого нежного ,плавного и ненавязчивого начала рекламы я ещё не видел xD с меня лайк)

Представляю, как бы загнать такой видосик в года эдак 20-30е, вот бы, тогдашние учёные, чтобы подумали..?

очень хорошее видео

Спасибо

Круто)

А как и кто создаёт подложки? Именно последовательность расположения транзисторов?

Обалдеть

Круто 💚💚💚💚💚

Ассаламалейкум из Казахстана. Желаю процветание канала. Все видосы просто бомба.

Самое потрясающее - эта космическая приблуда стоит условные 500 долларов.

огонь)

А какой купите передатчик для пульта управления можно купить А то мне выдает 100/50 метров ????

должен быть другой способ литографии высокочастотными волнами без использования линз и зеркал. скорее всего для упорядочения и формования надо использовать другое электромагнитное излучение - магнитные поля. это более точный и надежный способ.

спасибо

Нравиться 👍