PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
custiones resueltas de semiconductores - electrónica física

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Problemas de física de semiconductores

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Ejercicios resueltos

Cuestiones de física electrónica

Describir los pasos para formar un circuito integrado monolítico.

Respuesta del ejemplo 56

Crecimiento epitaxial


a) crecimiento epitaxial

Una capa epitaxial de tipo n, de unos \( 25 \mu \) de espesor, sobre el sustrato de tipo p.
Después de la limpieza y el pulido, se recubre toda la oblea con una delgada película de óxido de silicio. La sílice se deposita por exposición de la capa epitaxial a una atmósfera de oxígeno, calentándola a unos 1000 ºC. El \( SiO_2 \) tiene la propiedad fundamental de evitar la difusión de impurezas a su través.

Difusión de aislamiento

b) difusión de aislamiento

Mediante un sistema fotolitográfico se elimina la capa de óxido en aquellas partes de la superficie sobre las que se quieren difundir nuevas impurezas.
La oblea se somete entonces a lo que se ilumina difusión de aislamiento (sustituida a veces por implantación iónica) que tiene lugar a temperatura y durante el tiempo preciso para que las impurezas de tipo p penetren en la capa epitelial de tipo n y alcancen el sustrato de tipo p.
Las regiones de tipo n formadas se denominan islas (regiones aisladas) debido a que están separadas por uniones PN que después se polarizaron en sentido inverso. Su objeto es aislar eléctricamente las diferentes componentes del circuito.
La concentración de átomos actores en la región comprendida entre las porciones aisladas será generalmente mucho mayor (y esto se suele indicar por p+) sustrato de tipo p. La razón de esta mayor densidad es evitar que la región de depresión de la Unión aislamiento sustrato con polarización inversa se extienda al material del tipo p+ y la posible conexión de dos regiones aisladas.

Difusión de la base

c) difusión de base

Durante este proceso se forma una nueva capa de óxido sobre la oblea, y se emplea nuevamente el proceso fotolitográfico para crear porciones abiertas. Las impurezas de tipo p a través de estas aberturas del modo de escrito se forman las bases de los transistores, las resistencias, el ánodo de los diodos y los condensadores de unión (si los hay). Es muy importante controlar la profundidad de esta difusión para evitar que llegue al sustrato. Resistividad de la capa de base es, general, mucho mayor que la de las regiones aisladas.

Difusión de emisor


d) difusión de emisor

Se forma otra vez una capa de óxido sobre toda la superficie y se emplea nuevamente el proceso de la máscara para abrir una ventana en las regiones de tipo p. A través de estas aberturas si difunden impurezas de tipo n para la formación de los emisores de los transistores, las regiones de Los cátodos de los diodos y los condensadores de unión.

Metalización con aluminio


e) metalización con aluminio

Cómo pasó final es necesario interconectar entre si todos los componentes del circuito integrado para formar el circuito deseado. Para hacer estas conexiones se practica una cuarta apertura de ventana en una nueva capa de \( SiO_2 \) en los puntos se deben realizar los contactos. Las interconexiones se hacen depositando primero al vacío una capa completa de aluminio delgada sobre toda la oblea. Emplea luego la técnica de la foto resina para eliminar todas las áreas no necesarias, dejando las zonas precisas para las interconexiones entre las resistencias, diodos y transistores.
En una sola oblea se fabrican simultáneamente un elevado número de circuitos idénticos (varios cientos). Después de completado el proceso de metalización, la oblea se corta por algún procedimiento (con diamante o láser) y se separan en porciones (chips) individuales. Cada chip se monta entonces en una cápsula cerámica y se coloca en un cabezal adecuado.
Cuestiones de física de semiconductores
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tema escrito por: José Antonio Hervás