Paper Fabricacion Cmos

PROCESO DE FABRICACION DE CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS



RESUMEN: La fabricación de circuitos integrados es el proceso mediante el cual se crean los circuitos integrados presentes hoy día en todos los dispositivos electrónicos. Es un proceso complejo y en el que intervienen numerosas etapas de fotolitografía y procesado químico, durante las cuales los circuitos se generan sobreuna oblea hecha de materiales puramente semiconductores. Para ello se emplea mayoritariamente el silicio

INTRODUCIÓN
Un circuito integrado está formado por un monocristal de silicio de superficie normalmente comprendida entre 1 y 10 mm de lado, que contiene elementos activos y pasivos.
CMOS es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados. Su principal característicaconsiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas.
Actualmente la gran mayoría de circuitos integrados se fabrican utilizando la tecnología CMOS, esto incluye microprocesadores, memorias procesadores digitales de señales y otros circuitos digitalescuyo consumo es muy bajo.

Ventajas y Desventajas de los CI CMOS
Ventajas
Bajo Consumo de Potencia Estática
En estado de reposo solo experimenta corrientes parásitas
Robustez frente a ruido
Desventajas
Tienen una velocidad relativamente menos que otras familias
Son vulnerables a latch-up
Según se va reduciendo el tamaño de los transistores, las corrientes parasitas dejan de serdespreciables.
Procesos Básicos para fabricar CI CMOS
Fabricación de la oblea
Oxidación Térmica
Proceso de Dopado
Fotolitografía
Eliminación de película delgada
Deposición de película delgada

MARCO TEORICO
Producción de Obleas
Se lleva a cabo en tres pasos:
Refinado de Silicio
Crecimiento de Cristal
Formación de la oblea


En el refinado de silicio varios procesos son necesarios paraobtener el silicio poli cristalino con la suficiente pureza, se coloca el silicio en un horno a 2000°C con una fuente de carbono. Estas obleas tienen un diámetro entre 10 y 30 cm. y un espesor entre 400 y 600 um. Después, se alisa la pieza hasta obtener un acabado de espejo, a partir de técnicas de pulimento químicas y mecánicas. Las propiedades eléctricas y mecánicas de la oblea dependen de laorientación de los planos cristalinos, concentración e impurezas existentes


Figura 1. Obleas


Oxidación Térmica
Al exponer al silicio en presencia de un oxidante a elevada temperatura se formara una capa delgada de óxido de silicio sobre toda la superficie expuesta.
La oblea de silicio se expone en presencia de un gas oxidante a altas temperaturas. (900 – 1200°C) en hornos especiales.Características del Oxido de Silicio

Alta calidad como dieléctrico (adecuado para su uso como aislante de puerta en los transistores)
Ofrece una interfaz prácticamente ideal con el silicio debido a su estructura cristalina.
Es utilizado como barrera en los procesos de implantación, difusión y fijación de las distintas mascaras.


Figura 2. Oxidación Térmica

Proceso de Dopado o DifusiónLa difusión era el método tradicional de dopado. Es un método mediante el cual se introducen átomos de impurezas en el Silicio para cambiar su resistividad; por lo tanto, para acelerar el proceso de difusión de impurezas se realiza a altas temperaturas (1000 a 1200 °C), esto para obtener el perfil de dopaje deseado. Las impurezas más comunes utilizadas como contaminantes son

Dopantes tipo N: P,As
Dopantes tipo P: B

Actualmente se utiliza el método de implantación iónica para la fabricación de CI CMOS.

Los átomos/moléculas de dopantes son ionizados, se aceleran a través de un campo electromagnético alto (del orden de pocos KV a MV) para dirigirlos hacia la oblea. Los iones altamente energéticos que bombardean la oblea se implantan en su superficie.

La implantación iónica...