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MANUFACTURA DE MICROCHIPS

INDICE

INTRODUCIÓN 1

DESARROLLO 3

BREVE RESEÑA HISTORICA DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS 3

PROCESO DE FABRICACION DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS 4

AISLAMIENTO DE LOS ELEMENTOS DEL CI 6

TECNOLOGÍA DE PELÍCULA DELGADA Y GRUESA 7

CLASIFICACION DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS. 8

OBSERVACIONES 10

BIBLIOGRAFIA 12

INTRODUCIÓN

Solo ha trascurrido medio siglo desde que se inició su desarrollo y los circuitos integrados se han vuelto casi omnipresentes. Computadoras, teléfonos móviles y otras aplicaciones digitales son ahora partes de las sociedades modernas. La informática, las comunicaciones, la manufactura y los sistemas de transporte, incluyendo Internet, todos dependen de la existencia de los circuitos integrados. De hecho, muchos estudiosos piensan que la revolución digital causada por los circuitos integrados es uno de los sucesos más significativos de la historia de la humanidad.

Circuitos integrados

DESARROLLO

BREVE RESEÑA HISTORICA DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

En abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi[] (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores. Jacobi realizó una típica aplicación industrial para su patente, la cual no fue registrada. Más tarde, la integración de circuitos fue conceptualizada por el científico de radares Geoffrey W.A. Dummer (1909-2002), que estaba trabajando para la Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, a finales de la década de 1940 y principios de la década de 1950.

El primer circuito integrado fue desarrollado en 1959 por el ingeniero Jack Kilby [](1923-2005) pocos meses después de haber sido contratado por la firma Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase.

En el año 2000 Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física por la enorme contribución de su invento al desarrollo de la tecnología.[]

Los circuitos integrados se encuentran en todos los aparatos electrónicos modernos, como automóviles, televisores, reproductores de CD, reproductores de MP3, teléfonos móviles, computadoras, etc.

El desarrollo de los circuitos integrados fue posible gracias a descubrimientos experimentales que demostraron que los semiconductores pueden realizar algunas de las funciones de las válvulas de vacío.

La integración de grandes cantidades de diminutos transistores en pequeños chips fue un enorme avance sobre el ensamblaje manual de los tubos de vacío (válvulas) y en la fabricación de circuitos electrónicos utilizando componentes discretos.

La capacidad de producción masiva de circuitos integrados, su confiabilidad y la facilidad de agregarles complejidad, llevó a su estandarización, reemplazando diseños que utilizaban transistores discretos, y que pronto dejaron obsoletas a las válvulas o tubos de vacío.

Son tres las ventajas más importantes que tienen los circuitos integrados sobre los circuitos electrónicos construidos con componentes discretos: su menor costo; su mayor eficiencia energética y su reducido tamaño. El bajo costo es debido a que los CI son fabricados siendo impresos como una sola pieza por fotolitografía a partir de una oblea, generalmente de silicio, permitiendo la producción en cadena de grandes cantidades, con una muy baja tasa de defectos. La elevada eficiencia se debe a que, dada la miniaturización de todos sus componentes, el consumo de energía es considerablemente menor, a iguales condiciones de funcionamiento que un homólogo fabricado con componentes discretos. Finalmente, el más notable atributo, es su reducido tamaño en relación a los circuitos discretos; para ilustrar esto: un circuito integrado puede contener desde miles hasta varios millones de transistores en unos pocos centímetros cuadrados.

PROCESO DE FABRICACION DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

En los circuitos integrados monolíticos todos los componentes se encuentran en una sola pastilla de silicio. Para fabricar un circuito integrado monolítico se parte de una lámina de silicio denominada "oblea" la cual a su vez está dividida en un gran número de plaquetas cuadradas o chips, cada uno de los cuales va a constituir un CI. Por lo tanto, con una oblea se puede fabricar a la vez un montón de CI.

Se suele partir de un semiconductor tipo P y por la técnica epitaxial se coloca encima una capa de silicio tipo N.

Para este proceso se utiliza un horno epitaxial. Este tipo de crecimiento va a asegurar que la región tipo N que se acaba de añadir tiene estructura de un solo cristal, al igual que la región tipo P.

Seguidamente, le se coloca una capa de óxido a la oblea, para ello se introduce en un horno de oxidación formándose una capa delgada de dióxido de silicio (SiO2) que recubre a la oblea y cuyas funciones más importantes van a ser la de proteger al circuito contra la contaminación.

La siguiente etapa se denomina foto protección. Consiste en colocar una sustancia orgánica que sea sensible a la luz ultravioleta, denominada foto protector, sobre la capa de óxido.

En esta capa se coloca una máscara que tiene unas ventanas opacas en la zona donde se va a realizar la siguiente difusión (por ejemplo, se quiere integrar un transistor NPN se tiene que tener bien definidas tres regiones: el colector, la base y el emisor. Estas tres zonas determinarán cómo será la máscara y dónde tendrá las ventanas opacas) . Se expone la oblea a rayos ultravioleta y el barniz fotosensible que había debajo de las ventanas opacas se va a eliminar y va a aparecer la capa de dióxido de silicio.

Después se ataca a la oblea con ácido fluorhídrico y las zonas de SiO2 que han quedado al descubierto se van a destruir quedando ahora al descubierto la capa de material tipo N.

El siguiente paso es realizar una difusión tipo P. Se introduce la oblea en un horno de difusión y se dopa con gran cantidad de impurezas tipo P. Así se convierte en tipo P la zona que queda al descubierto de la capa epitaxial tipo N. Se ha conseguido aislar una zona tipo N, que ha quedado rodeada por semiconductor tipo P y por dióxido de silicio. Si se estuviese haciendo un transistor esta zona aislada podría ser, por ejemplo, el colector. Se repite el proceso de oxidación y de foto protección y se colocan unas máscaras diferentes, por ejemplo, para formar la base. Se difunde nuevamente impurezas tipo

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