mie 29 jue 30-11 fab cim

CIRCUITOS INTEGRADOS
MONOLITICOS
Evolucion de los Circuitos Electronicos
Cableados
C
O
N
F
I
A
B
I
L
I
D
A
D
Impresos
Hibridos
P
O
T
E
N
C
I
A
V
O
L
U
M
E
N
Monoliticos
1
El primer Computador
The Babbage
Difference Engine
(1832)
25,000 parts
cost: £17,470
Microelectrónica
© Prentice Hall 1995
ENIAC – La primera computadora electrónica (1946)
Microelectrónica
© Prentice Hall 1995
2
Imagen del Primer Transistor
Imagen del Primer Circuito Integrado
3
Intel 4004 Micro-Processor
Microelectrónica
© Prentice Hall 1995
Intel Pentium (II) microprocessor
Microelectrónica
© Prentice Hall 1995
4
Vista de un Chip Intel?
Time Magazine, July 1998
EVOLUCION DE LOS CI.PDF
5
6
7
8
Numero de transistores en un CHIP
9
10
VLSI:Very Large Scale Integration
• Integración: Circuitos Integrados
– multiples dispositivos en un substrato
• Cuán grande es Very Large?
• SSI (small scale integration)
– 7400 series, 10-100 transistores
• MSI (medium scale)
– 74000 series 100-1000
• LSI 1,000-10,000 transistores
• VLSI > 10,000 transistores (definición original)
• ULSI/SLSI (algunos desacuerdos, VLSI > 10M)
11
TECNOLOGIA de FABRICACION
12
13
14
15
Evolución de la tecnología de los Circuitos Integrados
16
Fabricación de C.I.M.(Monoliticos.pdf pag 5)
17
Procesos para la Fabricacion de C.I.M.
•
•
•
•
•
•
•
Fabricacion del Sustrato
Crecimiento Epitaxial
Colocación de impurezas
Fotolitografia
Metalizacion
Pasivación
Encapsulado
VER
Fonstad_MicroelecDevCkt_2006EEd
Pagina 637 →
18
Procesos para la Fabricación de C.I.M.
Fabricación del
Sustrato
Crecimiento
Xtalino.
Crecimiento
Epitaxial
Crecimiento Xtalino.
Fabricación del sustrato
1.
2.
3.
4.
Silicio poli cristalino
Refinado del silicio poli cristalino (Silicio de grado electrónico)
Fabricación de barras de silicio mono cristalino (1 mt. de largo x 30 cm
de diámetro)
Obtención de las obleas (Corte de discos de silicio)
a) Espesor 400 μm a 600 μm
b) 10 defectos por cm2 en cualquier sección transversal
19
20
21
Crecimiento Epitaxial
22
Oxidación
Aplicación de
Fotoresist
Enmascarado
Fotolitografía
Revelado
Etching
(Remoción del
oxido)
FOTOLITOGRAFIA
23
24
Difusión
Colocación de
Impurezas
Implante Iónico
25
DIFUSION DE IMPUREZAS
DIFUSION DE IMPUREZAS
26
DIFUSION DE IMPUREZAS
27
28
CONEXIONADO
29
PASOS DE FABRICACION DE UN TBJ NPN
30
TBJ de Crecimiento Epitaxial (1)
31
TBJ de Crecimiento Epitaxial (2)
VISTA SUPERIOR y CORTE DE TBJ NPN
32
IMAGEN MICROSCOPICA TBJ NPN
TBJ PNP lateral
33
Parámetros de Fabricación TBJ´
Parametros de Fabricacion
TBJ´
Parametro
Valor Tipico
Tolerancia
Coef.Termico
30 a 100
+50% a -30%
0.5%/°C
_
+ 10%
10% /°C
VBE (NPN)
0.7 V
+ 3%
-2mV/°C
Apar. VBE (NPN)
_
+ 2mV
+ 10 uV/°C
VBE (BR)
6a8V
+ 5%
3 mV/°C
VCB (BR)
mas de 45 V
+ 30%
_
Mas de 60 V
_
_
0.5 a 20
+ 200% a –50%
+ 0.5%
b (NPN)
Apar. b (NPN)
VCSust
(BR)
b (PNP) lateral
34
Resistores Integrados
Parametros de Resistores
35
Circuitos Integrados Monolíticos
Ventajas
•
Disminuye el Nº de interconexiones
•
Apareamiento de las características
de los componentes
•
Bajo gradiente térmico
Limitaciones
•
•
•
•
•
•
•
•
NPN o PNP óptimos
R con altos Coeficientes térmicos
Alta dispersión en el valor de los
parámetros
Resistencias de bajo valor (50
Kohms o menos)
Capacitores de bajo valor (50 pF o
menos)
Elementos parásitos
Baja disipación de potencia
No inductores
Nueva Electrónica
1 – Circuitos sin Resistores
2 – Circuitos sin Capacitores
3 – Circuitos sin Inductores
4 – Características del circuito (Ej. Ganancia) función del cociente de
parámetros
36
Amplificador típico = AMPLIFICADOR DIFERENCIAL
I1/2
I1/2
37
38
Corte transversal de un inversor CMOS
39
40
41
VER
standards-revolutionary-22nm-transistortechnology-presentation
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49