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Tecnología Microelectrónica

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Fabricación de Circuitos Integrados

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2- FABRICACION DE CIRCUITOS INTEGRADOS Un circuito integrado esta formado por un monocristal de silicio de superficie normalmente comprendida entre 1 y 10 mm de lado, que contiene elementos activos y pasivos. En este capitulo se describen cualitativamente los procesos empleados en la fabricación de talescircuitos. estos procesos son: Preparación de la oblea, Crecimiento Epitaxial, Difusión de Impurezas, Implantación de Iones, Crecimiento del Oxido, Fotolitografia, Grabado Químico y Mentalización. Se emplea el proceso múltiple que ofrece una excelente identidad de resultados en la producción de un elevado numero de circuitos integrados a bajo costo. 2.1- TECNOLOGÍA DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOSMONOLÍTICOS MICROELECTRÓNICA El termino "monolítico" se deriva de las palabras griegas mono que significa único, y lithos que significa piedra. Así un circuito integrado monolítico se construye en una única piedra o cristal de silicio. la palabra integrado se debe a que todos los componentes del circuito: transistores, diodos, resistencias, capacidades y sus interconexiones se fabrican como un enteúnico. Obsérvese que no se incluyen inductancias: una de las consecuencias de la construcción de circuitos integrados semiconductores es precisamente que no pueden conseguirse valores de inductancia prácticos. La variedad de procesos con los que se fabrican estos circuitos se desarrollan sobre un plano único y por tanto puede hablarse de tecnología planar. Figura 1 (a) Sección planar integrada de laFuente de Corriente de la parte (b)

La figura 1(a) representa la estructura de un integrado bipolar, lo que es la materialización del circuito de la figura 1(b). En la figura 2 se pueden ver varias capas que son: regiones de silicio dopadas n y p, el dióxido de Silicio SiO2 denominada también capa de oxido, y las zonas metálicas. Las capas de silicio forman los elementos del sistema así comoel Sustrato o Cuerpo en el que se construye el circuito integrado. Además las zonas de silicio se emplean para aislar unos de otros componentes. para formar las capas de silicio se emplean tres procesos distintos que son el epitaxial, de difusión, y el de Implantación de Iones. La capa de oxido se utiliza para proteger la superficie del chip de los contaminantes externos y para permitir laformación selectiva de las regiones n y p. El oxido se elimina por corrosión química que descubre las partes de la superficie en las que se deberán formar esas regiones n y p. Las zonas a corroer se delimitan por técnicas de fotolitografia. La fina capa metálica se obtiene por deposición química de vapor de aluminio sobre la superficie del chip. Para delimitar los trazos se emplea la fotolitografia ymediante corrosión se elimina el aluminio sobrante dejando solo las conexiones entre componentes. Las figuras 1 y 2 son solo parte de un conjunto más complejo, sobre una oblea única de silicio se fabrican simultáneamente muchos de tales circuitos. El cristal de silicio (oblea) forma el sustrato sobre el que se hacen todos los componentes del circuito. En la actualidad las obleas empleadas tienen undiámetro de 20 cm o más, y

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su espesor es de 0,2 a 0,3 mm, da la suficiente resistencia mecánica para impedir su flexión. Completando el proceso de fabricación la oblea se divide en 100 a 8000 partes rectangulares con 1 a 10 mm de lado. Cada una de estas partes constituye un circuito único como la figura 3que puede contener desde una decena hasta varios cientos de miles.

Figura 2 (a) Circuito MOS canal n con cargas de Deplexion. (b) Disposición como CI

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Figura 3 Fotografía ampliada de un Chip Completo

Figura 4 Fotografía Detalle de la figura 3 La figura 4 es un detalle del chip de la figura...