PROCESOS DE FABRICACION DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

♥ Preparación de la oblea:

El material inicial para los circuitos integrados modernos es el silicio de muy alta pureza material en  donde adquiere la forma de un cilindro sólido de color gris acero de 10 a 30 cm de diámetro y puede ser de 1 m a 2 m de longitud. Este cristal se rebana para producir obleas circulares de 400 dm a 600 dm de espesor, (1 dm es igual a 1×10^-6 metros). Después, se alisa la pieza hasta obtener un acabado de espejo, a partir de técnicas de pulimento químicas y mecánicas. Las propiedades eléctricas y mecánicas de la oblea dependen de la orientación de los planos cristalinos, concentración e impurezas existentes. Para aumentar la resistividad eléctrica del semiconductor, se necesita alterar las propiedades eléctricas del silicio a partir de un proceso conocido como dopaje.

♥ Oxidación:

Proceso químico de reacción del silicio con el oxígeno para formar Dióxido de Silicio, El Oxígeno que se utiliza en la reacción se introduce como un gas de alta pureza esta técnica se conoce como “oxidación seca”, esta produce mejores características eléctricas. La Oxidación húmeda tiene una mayor tasa de crecimiento y  se le puede utilizar para fabricar excelentes condensadores. El Dióxido de Silicio es una película delgada, transparente y su superficie es altamente reflejante, s i se ilumina con luz blanca una oblea oxidada la interferencia constructiva y destructiva hará que ciertos colores se reflejen y con base en el color de la superficie de la oblea se puede deducir el espesor de la capa de Óxido.

♥ Difusión:

Es el proceso mediante el cual los átomos se mueven de una región de alta concentración a una de baja a través del cristal semiconductor, es un método mediante el cual se introducen átomos de impurezas en el Silicio para cambiar su resistividad,  para acelerar el proceso de difusión de impurezas se realiza a altas temperaturas esto para obtener el perfil de dopaje deseado.

♥ Implantación de iones:

Se utiliza para introducir átomos de impurezas en el cristal semiconductor. Un implantador de iones produce iones del contaminante deseado, los acelera mediante un campo eléctrico y les permite chocar contra la superficie del semiconductor.  Se utiliza para introducir átomos de impurezas en el cristal semiconductor. Un implantador de iones produce iones del contaminante deseado, los acelera mediante un campo eléctrico y les permite chocar contra la superficie del semiconductor.

♥ Deposición por medio de vapor químico:

Es un proceso mediante el cual gases o vapores se hacen reaccionar químicamente. Las propiedades de la capa de óxido que se deposita por medio de vapor químico no son tan buenas como las de un óxido térmicamente formado, pero es suficiente para que actúe como aislante térmico. La ventaja de una capa depositada por vapor químico es que el óxido se deposita con rapidez y a una baja temperatura.

 

♥ Metalización:

Su propósito es interconectar los diversos componentes para formar el circuito integrado que se desea, implica la deposición inicial de un metal sobre la superficie del Silicio.

♥ Fotolitografía:

Esta técnica es utilizada para definir la geometría de la superficie de los diversos componentes de un circuito integrado, esta técnica es utilizada para definir la geometría de la superficie de los diversos componentes de un circuito integrado.  Primeramente se debe recubrir la oblea con una capa fotosensible llamada sustancia foto endurecible que utiliza una técnica llamada “de giro”; después de esto se utilizará una placa fotográfica con patrones dibujados para exponer de forma selectiva la capa fotosensible a la iluminación ultravioleta. Las áreas opuestas se ablandarán y podrán ser removidas con un químico, y de esta manera, producir con precisión geometrías de superficies muy finas. La capa fotosensible puede utilizarse para proteger por debajo los materiales contra el ataque químico en húmedo o contra el ataque químico de iones reactivos.

♥ Empacado:

Una oblea de Silicio puede contener varios cientos de circuitos o chips terminados, cada chip puede contener de 10 o más transistores en un área rectangular, típicamente entre 1 mm y 10 mm por lado. Después de haber probado los circuitos eléctricamente se separan unos de otros (rebanándolos) y los buenos (“pastillas”) se montan en cápsulas (“soportes”). Normalmente se utilizan alambres de oro para conectar las terminales del paquete al patrón de metalización en la pastilla; por último, se sella el paquete con plástico o resina epóxica al vacío o en una atmósfera inerte.

♥ MOSFET:

La movilidad de la superficie de electrones del dispositivo de canal n es de dos a cuatro veces más alta a la de los huecos. Este transistor ofrece una corriente más alta y una resistencia baja; así como una transconductancia más alta. Su diseño se caracteriza por su voltaje de umbral y sus tamaños de dispositivos, en general, los MOSFET (tipo n o p) se diseñan para que tengan voltajes de umbral de magnitud similar para un proceso particular.

♥ Resistencias:

Cuando se diseña un valor real de una resistencia se hace a través del cambio de la longitud y el ancho de las regiones difundidas. Todas las resistencias difundidas están autoaisladas por las uniones pn polarizadas a la inversa. Sin embargo una desventaja es que están acompañadas por una sustancial capacitancia parásita de unión que los hace no muy útiles en el uso de frecuencias altas.   Para obtener un valor más exacto, se recomienda que se fabrique con una capa de polisilicio que se coloca encima del grueso campo de Óxido.

♥ Condensadores:

Existen 2 tipos de estructura de condensador en los procesos CMOS, condensadores MOS y de interpolietileno. La capacitancia de compuerta MOS es básicamente la capacitancia de compuerta a fuente de un MOSFET, la cual depende del área de dicha compuerta, exhibe una gran dependencia del voltaje, para eliminar este problema, se requiere un implante n+ adicional para formar la placa inferior de los condensadores. Estos dos condensadores MOS están físicamente en contacto con el sustrato, lo que produce una gran capacitancia parásita en la unión pn en la placa inferior. El condensador interpoli exhibe características casi ideales pero a expensas de incluir una segunda capa de polisilicio en el proceso CMOS, donde los efectos parásitos se mantienen al mínimo.