Fabricación de los circuitos integrados

POR: LEONEL CRUZ ANGEL

Diseño del microcircuito

• La primera operación es el diseño del microcircuito. Cuando es preciso construir decenas de millones de transistores en un cuadrado de silicio que tiene el tamaño de una uña de un niño. Todo debe ser perfecto. El proyectista no debe olvidar la finalidad prevista para el chip.

Cristal del silicio

• El material de la base para la construcción de los circuitos integrados es un cristal de silicio. El silicio se usa como buen aislante y conductor. Para crear el cristal, el silicio tiene que pasar por tratamientos químicos que eliminan las impurezas para que sea el silicio al cien. Con este silicio se forman cristales cilíndricos o lingotes. Los lingotes son rebanados en obleas. Es un proceso planarizacion se pulimentan las obleas hasta que queden lisas como un espejo. El diámetro de las obleas se de 300mm.

Los primeros estratos

• Preparada la oblea comienza la construcción de los circuitos integrados. La producción de transistores y de sus interconexiones. Los microcircuitos complejos constan de 20 estratos o mas. La primera capa es el dióxido de silicio material que no conduce la electricidad. Para crearla, las obleas se introducen en un horno de difusión que es un horno de alta temperatura. La oblea retirada del horno, se encuentra lista para el primer de configuración fotolitográfica. Se aplica un liquido polimérico viscoso en la superficie y sensible a la luz. Una vez que cada capa de la oblea quede modificada se prepare al enmascaramiento.

Mascaras

• El chip debe quedar de la mas clara precisión así que la mascara debe de ser al máximo rigor. Así que la imagen de la mascara se transfiere a la oblea una maquina posicionadora. Dispone de unos sistemas ópticos muy perfectos. La oblea se instala en un sitio sobre la mesa bajo el sistema óptico. La luz ultravioleta emitida por un laser que atraviesa los espacios transparentes de la mascara e ilumina la película de polímero fotosensible que cubre a lo chips. Una vez que pasa el proceso la oblea queda lista para su grabación.

Grabación

• Durante este paso, la película de reserva que subsiste sobre la superficie protege las regiones recubiertas, impidiendo que sean eliminadas por los gases reactivos o ácidos utilizados para inscribir la configuración sobre la superficie de la oblea. Al terminar con las mordiente, se procede a retirar la capa de reserva para revelar segmentos eléctricamente conductores o aislantes de la configuración determinada por la mascara. Cada estrato adicional depositado en el chip tiene una configuración propia y característica.

Adición de estratos

• Una vez que se hallan pasado por los pasos de grabado y enmascaramiento se van incorporando nuevos materiales en el chip. Se incorporan mas materiales al chip para impedir compuestos espurios, conocidos como barreras de difusión. Por casa estrato es creada una configuración de regiones conductoras. En conjuntos estas configuraciones alineadas y superpuestas definen el chip creando una estructura tridimensional.

Dopado

• El dopado consiste en la adición deliberada de impurezas química, como boro o arsénico, determinadas regiones de la oblea, con el propósito de alterar el modo en el que el silicio de la zona impurificada conduce la electricidad. Para inyectar estas impurezas en el chip están las maquinas implantadoras de iones.

Interconexiones • Este ultimo paso comienza con operaciones

adicionales de enmascaramiento y grabación que abren una delgada capa de contactos eléctricos entre los estratos del chip. Mediante fotolitografía se deposita y configura luego una película de aluminio que interconecta los transistores del chip. Con esto concluye el procesamiento de la oblea. Después cada microcircuito pasa por una prueba para comprobar que no halla fallo ninguno después una maquina selecciona la oblea en chips. Los chips se encapsulan pero antes los unen a un hilo ya sea de aluminio o de oro para luego ser usados en funciones digitales