Semiconductores

TECNOLOGIA DE SEMICONDUCTORES I

PROFESOR: Dr: SALVADOR ALCANTARA INIESTA

TEMA: TECNOLOGIA PLANAR

PRESENTA:

ING. IGNACIO ESTEVEZ ESPINOZA

ABRIL DE 2011

BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA INSTITUTO DE CIENCIAS MAESTRÍA EN DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

INTRODUCCIÒN En este tema estudiaremos como se hace un Circuito Integrado (C.I). La tecnología usada en la fabricaciónde un Chip se llama tecnología planar esta permite una gran productividad. Veremos los principales procesos de la tecnología planar y como esta se aplica para la construcción de un circuito CMOS, circuito fundamental de la electrónica digital. Fabricación de semiconductores de silicio (tecnología planar) La fabricación de un microcircuito comienza con una oblea de silicio ultrapura de 10 a 30centímetros de diámetro. El silicio puro es casi un aislante, pero determinadas impurezas, llamadas impurificadores, añadidas en cantidades de 10 a 100 partes por millón, convierten al silicio en conductor de electricidad. Un circuito integrado puede constar de millones de transistores, diodos, resistencias y condensadores etc. Hechos de silicio con impurezas, todos ellos conectados mediante el patrónde conductores adecuado para crear lógica del ordenador, su memoria u otro tipo de circuito. Sobre una oblea de silicio pueden hacerse centenares de microcircuitos. Los pasos para la realización del proceso de fabricación son seis que se aplican de manera universal a todos los dispositivos semiconductores de silicio estos son: oxidación, litografía, grabado, impurificación, deposición química devapor y metalización. Estos pasos van seguidos de las operaciones de montaje, prueba, marcado, embalado y expedición. 1. Oxidación Proceso que consiste en la oxidación de la superficie exterior de la oblea de Si para hacer crecer una capa delgada (de alrededor de una micra) de dióxido de silicio (SiO2). Esta capa protege en primer lugar la superficie de impurezas y sirve además de máscara en elproceso de difusión que se hace más adelante. La finalidad de hacer crecer una capa protectora y químicamente estable de SiO2 sobre Si, Convierte a las obleas de silicio en el sustrato de semiconductores de uso más común. La oxidación también llamada oxidación térmica tiene lugar en un horno de difusión a altas temperaturas. La capa protectora de SiO2 se forma en atmósferas que contienen oxígeno(O2) conocida como oxidación seca u oxígeno combinado con vapor de agua (H2O) conocida como oxidación húmeda. La temperatura del horno puede varía desde 800 a 1.300 °C. Oxidación seca Antes de ser sometidas a oxidación, las obleas de silicio se limpian con un detergente diluido en agua y se enjuagan con xileno, alcohol isopropílico u otros disolventes. Posteriormente las obleas limpias seintroducen en horno de difusión con temperaturas controladas y un flujo del oxígeno “seco” controlado dentro del horno para garantizar que exista un exceso de oxígeno que facilite el crecimiento del SiO2 sobre la superficie de la oblea de silicio.
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA INSTITUTO DE CIENCIAS MAESTRÍA EN DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES

La reacción química que se lleva a cabo en elproceso es: Si + O2 → SiO2 Se introduce gas de oxígeno puro Si(s) + O2(g) → SiO2(s) + 2H2 (g) Oxidación húmeda Cuando el agente oxidante es agua, se utilizan cuatro métodos para introducir vapor de agua—pirofórico, alta presión, borboteador e instantáneo. Se introduce vapor de agua en el horno Si(s) +2H2O(g) → SiO2(s) + 2H2(g) Es mucho más rápida y se utiliza para crear óxidos gruesos

Laoxidación pirofórica consiste en la introducción y combustión de una mezcla gaseosa hidrógeno / oxígeno. La oxidación a alta presión (HiPox) recibe el nombre técnico de sistema de pirosíntesis del agua y genera vapor de agua mediante la reacción de hidrógeno y oxígeno ultrapuros. En la oxidación el borboteador, se deposita agua desionizada en un recipiente llamado borboteador, donde se mantiene a una...