Electrónica

Circuitos Integrados y Microelectrónica

FABRICACIÓN Y ENCAPSULADO DE CIRCUITOS INTEGRADOS
Autores: Celia López Mario García Marta Portela Almudena Lindoso Luis Entrena Enrique San Millán

Circuitos Integrados y Microelectrónica

íNDICE

El proceso de fabricación de un circuito CMOS
Fabricación de un transistor NMOS Fabricación de un inversor
 Un pozo  Doble pozo (Twin-tub)Encapsulado de Cis CIs de aplicación características

específica:

tipos

y

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Fabricación de un transistor NMOS (1/2)
UV  light p‐type substrate Mask

Thick Oxide  (1µm)

Window in oxide

Photoresist

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Fabricación de un transistor NMOS (2/2)
Patterned poly (1‐2  µm) on thin oxide (800‐1000 Å)

Contact holes (cuts)

Thin oxide removal

Patterned metallization (aluminum 1µm) n+ diffusion (1µm deep)

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Circuitos Integrados y Microelectrónica

Fabricación de un inversor CMOS(1/3)
Un pozo
p‐type substrate
SiO2

n‐well p‐substrate

Phosphorous diffusion
SiO2

n‐well
SiO2

p‐substrate p‐type Silicon substrate

Active regions

Si3 N4 SiO2 n‐well p‐substrateSiO2

n‐well

p‐substrate

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Circuitos Integrados y Microelectrónica

Fabricación de un inversor CMOS (2/3)
Un pozo
Arsenic implant
n+ n+ SiO2 p+ p+

p‐substrate

n‐well

Photorresist
SiO2

n‐well p‐substrate

n+

n+

SiO2

p+

p+

Boron implant

p‐substrate

n‐well

Photorresist
n+ n+ SiO2

n‐well

p‐substrate
SiO2

n+

n+

p+

p+p‐substrate

n‐well

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Circuitos Integrados y Microelectrónica

Fabricación de un inversor CMOS (3/3)
Doble pozo (twin-tub)

n+ n+ p‐well Epitaxial layer n‐substrate

SiO2

p+

n‐well

p+

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Circuitos Integrados y Microelectrónica

Encapsulado
Funciones:
Aislamiento. Aislar el circuito de agentes externos, como el polvo o la humedad. Conectividad. Los terminales permitenconectar las entradas y salidas del chip a las pistas de una placa. Disipación. En su funcionamiento normal, los circuitos producen calor, que debe ser disipado. Ese calor debe atravesar el encapsulado. Puede ser necesario añadir un disipador, adherido a la superficie del encapsulado, en caso de que el encapsulado no disipe lo suficiente. Manipulación. Dado que un circuito integrado es muy frágil, elencapsulado facilita su manipulación, colocación y montaje.

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Circuitos Integrados y Microelectrónica

Encapsulado: Tipos
Tipo DIP (Dual In‐Line Package) SIP (Single In‐Line Package) ZIP (Zig‐Zag In‐Line Package) SOIC (Small Outline Integrated Circuit) TSOP (Thin Small Outline Package) SSOP (Shrink Small Outline Package) TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package) QSOP (Quarter‐sizeSmall Outline Package) VSOP (Very Small Outline Package) LCC (Leaded Chip Carrier) PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) CLCC (Ceramic Leaded Chip Carrier) FP (Flat Pack) QFP (Quad Flat Pack) PQFP (Plasic Quad Flat Pack) CQFP (Ceramic Quad Flat Pack) TQFP (Thin Quad Flat Pack) LQFP (Low profile Quad Flat Pack) PGA (Pin Grid Array) PPGA (Plastic Pin Grid Array) CPGA (Ceramic Pin Grid Array) BGA (Ball GridArray) Nº pines 5‐64 Montaje Inserción

8‐32

Montaje superficial

16‐200

Montaje superficial Inserción mediante zócalo Montaje superficial

10‐300

68‐500

Inserción

>500

Montaje superficial 9

Circuitos Integrados y Microelectrónica

Encapsulado: Tipos

DIP

SIP

SOIC

SSOP

PLCC

QFP

PGA

BGA
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Circuitos Integrados y MicroelectrónicaEncapsulado: Módulos multi-chip
Multi-Chip Modules (MCM) Es un encapsulado que incluye varios circuitos montados en una misma base y conectados entre sí, de modo que se pueden usar como si fueran un solo chip. Hay distintos tipos con distinto grado de integración Ejemplos: Pentium Pro, Xenos (GPU de la Xbox)
Tipo Densidad de  líneas  (cm/cm2) 30 Anchura  de líneas (µm) 750 Separación (µm) 2250...