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FABRICACIÓN DE UN CIRCUITO INTEGRADO

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 unaoblea se puede fabricar a la vez un montón de CI. Se suele partir de un semiconductor tipo P y por la técnica de Crecimiento epitaxial (1) se coloca encima una capa de silicio tipo N.
(1) Crecimiento epitaxial El crecimiento epitaxial o epitaxia es uno de los procesos en la fabricación de circuitos integrados. A partir de una cara de un cristal de material semiconductor se hace crecer un substratocon la misma estructura cristalina; el sustrato debe poseer dos condiciones esenciales. La primera es que debe tener sitio de nucleación donde los átomos a depositar pierdan su energía y lleguen a formar parte de la estructura cristalina del sólido. La segunda es que el sustrato debe poseer una temperatura tal que, una vez alcanzada la superficie por los átomos que contribuirán al crecimiento,estos puedan moverse fácilmente hasta situarse en un lugar de la red cristalina. Mediante esta técnica se puede controlar de forma muy precisa el nivel de impurezas en el semiconductor, que son los que definen su carácter (N o P). Para hacer esto se calienta el semiconductor hasta casi su punto de fusión y se pone en contacto con el material de base para que, al enfriarse, recristalice con laestructura adecuada. La capa crecida se extiende sobre toda la superficie del sustrato no de forma localizada como en la difusión.

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, paraello 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 fotoprotección. Consiste en colocar una sustancia orgánica que sea sensible a la luz ultravioleta, denominada fotoprotector, 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 barnizfotosensible 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 yse 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 fotoproteccióny se colocan unas máscaras diferentes, por ejemplo, para formar la base. Se difunde nuevamente impurezas tipo P. Para formar el emisor se podrían repetir todos los pasos pero con la diferencia de que al final se añaden impurezas tipo N.

Para conectar todas las regiones "n" y "p" se suele usar una película delgada de un material conductor por ejemplo el aluminio. Se coloca nuevamente una capa...