Proceso de fabricación de CI Fabricación de CI CMOS El proceso de fabricación CMOS requiere que se construyan transistores tanto de canal n de canal p sobre un mismo material de silicio. Es preciso crear regiones especiales, denominadas pozos, en las que el material semiconductor es opuesto al tipo del canal. La oblea de silicio El material base para el proceso de fabricación viene en forma de una oblea monocristalina ligeramente dopada. Estas obleas tienen diámetros de entre 4 y 12 pulgadas y un espesor de 1 mm máximo. En las se debe tener muy en cuenta la densidad de defectos del material la cual establece el valor de la producción. Fotolitografía La fotolitografía es la técnica mas utilizada para realizar enmascaramnto selectivo, esa se aplica de más intensiva a todo lo largo del proceso de fabricación. Los pasos son: 1. Oxidación superficial. 2. Recubrimiento con fotorresist. 3. Exposición. 4. Revelado del fotorresist y horneado. 5. Grabado mediante ácido. 6. Centrifugado, aclarado y secado 7. Pasos diversos de procesamiento. 8. Eliminación del fotorresist. Pasos de procesamiento recurrente a) Implantación por difusión e implantación de Iones: En la implantación por difusión, las obleas se colocan en un tubo de cuarzo y entonces se introduce en el tubo un gas que contiene el dopante. Las altas temperaturas hacen que los dopantes se difundan en la superficie. El sistema de implantación de iones dirige un haz de iones purificados sobre la superficie del semiconductor y barre ésta con el haz. El método de implantación de iones permite controlar de manera independiente la profundidad y la dosificación. Esta es la razón de que la implantación de iones haya desplazado al método de difusión en los procesos de fabricación actuales. Deposición Todo proceso CMOS requiere la deposición repetitiva de capas de un material sobre la oblea completa, con el fin de actuar como material base para un paso de procesamiento, o como capas aislantes o conductoras. Grabación La grabación que se realiza después la deposición y se utiliza para formar las pistas de interconexión y agujeros de contacto. Planarización Es el proceso mediante la cual se hace la superficie del semiconductor lo más plana posible para poder agregar las demás capas del material. Flujo del proceso CMOS Definir las áreas activas, grabar y rellenar las trincheras. Implantar las regiones de los pozos. Depositar capa de polisilicio y aplicarle el patrón. Implantar regiones de fuentes y drenador y contactos de sustrato. Crear ventanas de contacto y de paso de capa, depositar capas metálicas y aplicarles el patrón. Reglas de diseño Las reglas de diseño actúan como interfaz entre el diseñador y el ingeniero de procesos. Los diseñadores desean diseños más pequeños y menores separaciones, el ingeniero de procesos lo que desea es un proceso reproducible y con un alto rendimiento. La anchura mínima de línea es la unidad fundamental en la definición en un conjunto de reglas de diseño, este concepto hace referencia a la dimensión mínima que puede ser transferida con seguridad material semiconductor. Las reglas se eligen de modo que un diseño pueda ser portado fácilmente entre una serie de procesos industriales. Representación en capas El concepto de capas traduce el inmanejable conjunto de máscaras actualmente utilizadas en CMOS a un conjunto simple de niveles de disposición conceptual. Una disposición (layout) está compuesta por una combinación de polígonos, cada unos de los cuales está asociado a una determinada capa. La funcionalidad del circuito está determinada por la elección de las capas, así como por la interacción entre objetos situados entre capas diferentes. Restricciones de intracapa Un primer conjunto de reglas define las dimensiones mínimas de los objetos de cada capa, así como los espaciados mínimos entre objetos situados en la misma capa. Restricciones intercala Las reglas entere capas tienden a ser complejas. Puesto que están involucradas múltiples capas, resulta más difícil visualizar su significado o funcionalidad. Algunas de las reglas de diseño son: 1. Reglas de transistor. 2. reglas de contactos y vías. 3. contactos de pozos y de sustrato. Encapsulado de los CI El encapsulado de un CI juega un papel fundamental en la operación y las prestaciones de componente. Este proporciona un medio para que las señales y las líneas de alimentación entren y salgan del lado de silicio, también elimina el calor generado por el circuito y le proporciona un soporte mecánico, también protege el dado contra condiciones ambientales tales la humedad. El número de conexiones que salen del chip tiende a ser aproximadamente proporcional a la complejidad del circuito contenido en el mismo, a esto se le denomina regla de Rent. Un buen encapsulado debe cumplir con los requisitos siguientes: Requisitos eléctricos. Propiedades mecánicas y térmicas. Bajo coste. Materiales de los encapsulados Los materiales más comunes utilizados para el cuerpo del encapsulado son materiales cerámicos y polímeros. Los últimos tienen la ventaja de seer sustancialmente más baratos, pero sus propiedades térmicas son inferiores. La desventaja de los cerámicos es su alta constante dieléctrica. Niveles e interconexión El método tradicional de encapsulado usa una estrategia de interconexión en dos niveles. El dado se Necta primero a un sustrato o portador individual (chip carrier). El cuerpo del encapsulado contiene una cavidad interna en la que se monta el chip. Estas cavidades proporcionan espacio suficiente para muchas conexiones con los terminales del chip (o pines). Esos terminales forman el segundo nivel de interconexión y conectan el chip con el soporte de interconexión global, que normalmente es una tarjeta de circuito impreso.