Cerca de un 25% (En peso) de la corteza terrestre es de silicio. Es el elemento más abundante después del oxígeno. La arena, sobre todo de cuarzo, tiene un alto porcentaje de silicio en forma de dióxido de silicio (SiO2) y es el ingrediente base para la fabricación de semiconductores.
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Para producir la base de los circuitos integrados, el lingote se corta en discos de silicio individuales llamados obleas.
Las obleas se pulen por medios físicos hasta que las superficies son tan lisas que tienen el brillo de un espejo. La empresa Intel compra estas obleas a compañías especializadas en su fabricación. La tecnología High-K/Metal Gate de 45 nm utilizada por Intel utiliza obleas con un diámetro de 300 milímetros. Cuando Intel comenzó la fabricación de chips, construía circuitos integrados en obleas de 50 mm de diámetro. El uso de obleas de 300 mm comporta unos menores costes por cada chip.
Sobre la superficie de la oblea se vierte un líquido (Representado de color azul), mientras que se le hace girar, para que se distribuya uniformemente, formando una capa muy delgada y resistente. Se trata de un material fotosensible similar al que recubre los papeles de la fotografía clásica.
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Mediante productos químicos se profundiza el dibujo hecho en la capa fotosensible, de forma que se graba esta misma forma sobre la oblea de silicio.
Una vez grabada la oblea de silicio se retira el resto de la capa fotosensible.
A continuación se coloca una capa fotoresistente en algunas zonas del futuro transistor (Aquí representada en color azul). Esta capa fotorresistente impide que en la zona cubierta por ella puedan penetrar los iones del siguiente paso del proceso.
A continuación en un proceso de implantación de iones (También conocido como dopaje), las zonas expuestas de la oblea de silicio son bombardeadas con diferentes elementos químicos en forma de iones. Los iones son implantados en la oblea de silicio para modificar la forma en que el silicio conduce la electricidad, lo transforma en un semiconsuctor. Los iones se lanzan sobre la superficie de la oblea a una velocidad muy alta. Un campo eléctrico acelera los iones hasta una velocidad de más de 300.000 km/h.
Después de la implantación de los iones, en el proceso de dopaje, se retira el material fotorresistente. Las zonas semiconductoras se muestran de color verde con unas inclusiones de otros materiales.
Este transistor está ya casi terminado. Se han dejado tres agujeros en la capa de aislamiento (De color magenta) situada por encima del transistor. Estos tres agujeros se llenarán con el cobre necesario para las conexiones con otros transistores.
Las obleas se colocan en una solución de sulfato de cobre. Los iones de cobre se depositan sobre el transistor a través de un proceso de galvanoplastia. Los iones de cobre van desde el polo positivo (Barra de cobre) al polo negativo, que está formado por la oblea.
En la superficie de la oblea los iones de cobre se han asentado formando una capa delgada.
Posteriormente, el exceso de material se retira por un proceso de pulimento.
A continuación se crean múltiples capas de metal para la interconexión entre los diversos transistores. El diseño de este cableado depende de las funciones que haya de tener el circuito integrado o el microprocesador (Como en el caso del microprocesador Intel Core i7). Mientras que a simple vista el aspecto de la superficie del microprocesador de un ordenador tiene una aspecto muy plano, en realidad puede tener más de 20 capas para formar circuitos complejos. Si pudieramos ver una vista ampliada de un chip, veríamos una intrincada red de líneas de circuitos y transistores más parecido a un sistema futurista de carreteras de varias capas. En la imagen siguiente se vería el espacio correspondiente a unos 6 transistores (500 nm).
Cada una de las porciones de la oblea que se utilizará para la fabricación de un circuito integrado (En este caso microprocesador), de unos 10 mm de lado, se somete a una prueba de funcionamiento. En este proceso las puntas de prueba proporcionan la tensión necesaria y miden la respuesta del conjunto de transistores.
Una vez probados, la oblea se corta en trozos. Cada uno de ellos formará parte de un microprocesador.
Los trozos de oblea que dieron buen resultado en la prueba anterior se pasan al encapsulado.
A continuación se puede ver el trozo de oblea correspondiente a un microprocesador Intel Core i7.
A continuación se unen la base con los conectores, el trozo de oblea y la tapa disipadora de calor, para formar un procesador completo (20 mm).
Ya se ha completado el procesador (Intel Core i7 en este caso). Un microprocesador es el producto más complejo que se pueda fabricar. Se necesitan cientos de pasos para ello.
En la prueba final se evalúan sus características principales, entre ellas la disipación de calor y la velocidad de proceso.
Una vez probados se colocan en bandejas.
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