Circuitos integrados

Introducción a la Fabricación de Circuitos Integrados

Escuela de Ingeniería Electrónica Instituto Tecnológico de Costa Rica Laboratorio de Elementos Activos

Introducción a la fabricación de Circuitos Integrados
Dr. Pablo Alvarado
Adaptado de: Moreira, Paulo “Introduction to VLSI digital design” CERN, Suiza, 2005

Cartago, Costa Rica

Pablo Alvarado

Octubre, 2006
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Introduccióna la Fabricación de Circuitos Integrados

Contenido
Historia Proceso de Fabricación Magic IETIX Resumen

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Historia
1883 Thomas Edison (“Efecto Edison”) Experimentando con bombillos, Edison encontró que en el vacío una corriente puede fluir del filamento luminoso a una placa de metal polarizada positivamente perono a una polarizada negativamente 1904 John Ambrose Fleming (“Diodo Fleming”) Reconoce impacto del descubrimiento de Edison, y demuestra la rectificación de señales CA. 1906 Lee de Forest (“Triodo”) Añade una rejilla al diodo de Fleming lo que permite “amplificar” señales. Los tubos al vacío continúan su evolución Dominan industria de radio y TV hasta los 60s, y representan la “génesis” de laindustria electrónica actual. Son sin embargo frágiles, relativamente grandes, consumen mucha potencia y tienen altos costos de producción.

Audion (Triodo) 1906, Lee De Forest

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Historia (2)
1940 Russel Ohl (Union PN junction) La union PN es desarrollada en los Laboratorios Bell. 1945 Labs. Bell establece grupo paradesarrollar alternativa de tubos al vacío. El grupo lo lidera William Shockley. 1947 Bardeen and Brattain (Transistor) Se crea el primer circuito amplificador de estado sólido utilizando un transistor de contacto puntual (Ge) 1950 William Shockley (Transistor de juntura) Más fácil de producir que el transistor de contacto puntual. 1952 fabricación de silicio monocristalino 1954 primer transistorcomercial de silicio Texas Instruments 1954 Primer radio de transistores (Regency TR-1) 4 transistores de Texas Instruments 1955 Primer transistor de efecto de campo Laboratorios Bell
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Primer transistor de contacto puntual (germanio) 1947, John Bardeen y Walter Brattain Laboratorios Bell

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Historia (3)
1952 Geoffrey W.A. Dummer (concepto de CI) En 1952 se publicó el concepto y en 1956 se hizo un intento 1954 Desarrollo de proceso de enmascaramiento del óxido Proceso incluye oxidación, foto-enmascaramiento, corrosión y difusión
Primer circuito integrado (Ge) 1958 Jack S. Kilby, Texas Instruments 5 componentes entre transistores, resistencias y condensadores

1958 Jack Kilby (Circuito Integrado) Oscilador con5 componentes 1959 Invento de tecnología planar Esta tecnología se usa aún en la actualidad 1960 Primer MOSFET fabricado En los Labs. Bell, por Kahng 1961 Primer Circuito Integrado comercial Fairchild and Texas Instruments 1962 Invento de TTL 1963 Primer Circuito Integrado PMOS producido por RCA 1963 CMOS inventado
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1971 Primer microprocesador Intel produce el 4004 (primer microprocesador de 4 bits) Conjunto de 3 chips encapsulados en DIP de 16 pines Circuito Integrado de 2 kbit ROM Circuito Integrado de 320 bit RAM Procesador: Proceso PMOS de compuertas en Si, 10 µm ~2300 transistores Velocidad de reloj: 108 kHz Tamaño del dado de silicio: 13,5 mm2

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Historia (5)
1982 Intel 80286 Proceso CMOS de compuertas en Si, 1,5 µm 1 capa de polisilicio 2 capas metalicas 134 000 transistores Velocidad de reloj 6 a 12 MHz Tamaño del dado 68,7 mm2

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Historia (6)
2000 Pentium 4 Proceso CMOS de compuertas en Si, 0,18µm 1 capa de polisilicio...