Puertas NAND y NOR

Fabricación de circuitos integrados CMOS, Procesos tecnológicos
Obtención del polisilicio
Las barras de polisilicio se obtienen en un horno a partir de la mezcla de triclorosilano con gas H2 depositándose sobre espigas metálicas
Los tubos así obtenidos se someten a un proceso de refinado disolviéndose en ácido fluorhídrico y se obtienen los lingotes de silicio
El silicio policristalino esmolido e impurificado con elementos del tipo As, B, P o Sb y fundido a 1400ºC en un crisol de cuarzo en atmosfera de gas inerte de alta pureza. El diámetro del lingote se controla con l temperatura del baño y velocidad de extracción. Los equipos de estiramiento se istalan sobre fundamentos de hormigón de gran profundidad para prevenir la vibración
Obtención de lingotes de silicio monocristalinoLos lingotes se obtienen por el método Czochralski
El método consiste en tener un crisol que contiene el semiconductor fundido. La temperatura se controla para que esté por encima del punto de fusión y no se solidifique. En el crisol se introduce una varilla que gira lentamente y tiene en su extremo un monocristal pequeño del mismo semiconductores fundido, éste se agrega a la semilla,solidificándose con su red cristalina orientada de la misma forma que aquella, con lo que el monocristal crece. La varilla se va elevando y, colgando de ella, se va formando un monocristal cilíndrico. Finalmente se separa el lingote de la varilla y pasa a la fusión por zonas para purificarlo
Cortes de Obleas
Antes de proceder a cortar los lingotes en finas obleas se hacen unas marcas para especificar laorientación cristalina
Las obleas se cortan en una sierra circular cuyo borde de corte es el interno para asegurar una mejor precisión y finura
Esmerilado
Las obleas son esmeriladas con un abrasivo para eliminar los defectos superficiales dejados por la sierra y alisar las caras de la oblea reforzado con sílice, agua de alta
Después del esmerilado se realiza un ataque químico con una solución deácido nítrico y ácido acético o hidróxido de sodio para eliminar grietas microscópicas derivadas del proceso de esmerilado
Pulido
A continuación las obleas se someten a una combinación de pulido químico y metálico y es abrillantado con un abrasivo reforzado con sílice, agua de alta pureza e hidróxido de sodio
Después del pulido la oblea se somete a un lavado para eliminar todas las impurezasCrecimiento epitaxial
Este proceso se utiliza para hacer crecer una capa de silicio con una concentración diferente, generalmente menor, de dopante en el seno del sustrato
El triclorosilano o el tetracloruro de silicio y el hidrógeno se combinan con gas de diborano o fosfina para actuar como dopantes
Oxidación
Se crea una fina capa de SiO2 sobre la superficie por exposición a una mezcla de O2 YH2 de alta pureza a 1000ºC. El óxido se utiliza como aislante y como óxido de puerta
Recubrimiento con fotoresina
La fotoresina es un material fotosensible que se aplica sobre la oblea en estado líquido en pequeñas cantidades
La oblea se hace girar a 3000 r.p.m. extendiendo el material en forma de una capa uniforme entre 2 y 200ϻm de espesor
Hay dos tipos de fotoresina: positiva y negativaLa fotoresina positiva se adapta mejor a las exigencias de la tecnología moderna en cuanto a alcanzar menores dimensiones
Generación de patrones
Durante la fabricación de semiconductores se pueden requerir hasta 50 capas diferentes. Cada una de ellas requerirá un patrón que esté contenido en una máscara o retículo
Los patrones son generados con herramientas CAD y son transferidos al retículopudiéndose hacer por dos métodos
Generación de patrones por laser
Generación de patrones por haz de electrones
La fotoresina expuesta es eliminada con una solución base, dejando al descubierto la parte del cromo que se quiere eliminar
Exposición por etapas (litografía)
La aplicación y exposición de la fotoresina para generar una capa sobre la oblea es similar a la utilizada en la...