¿Cómo es algo así como un microchip que ya es pequeño, ya que puede albergar transistores aún más pequeños de millones en una microescala? Parece una hazaña para la máquina poder hacer algo tan pequeño y funcional. Tal vez estoy pensando demasiado o me falta la comprensión, pero ¿cómo es posible crear un transistor tan pequeño que no se puede ver a simple vista sino que funciona? ¿Qué máquina podría hacer esto? Especialmente en los años 60.
Los microchips se fabrican utilizando una gran variedad de pasos de proceso. Básicamente, hay dos componentes principales en cada paso: enmascarar las áreas para operar y luego realizar alguna operación en esas áreas. El paso de enmascaramiento se puede hacer con varias técnicas diferentes. El más común se llama fotolitografía. En este proceso, la oblea se recubre con una capa muy delgada de producto químico fotosensible. Esta capa se expone luego en un patrón muy intrincado que se proyecta desde una máscara con luz de longitud de onda corta. El conjunto de máscaras utilizadas determina el diseño del chip, son el producto final del proceso de diseño del chip. El tamaño de la característica que se puede proyectar sobre el recubrimiento fotorresistente en la oblea está determinado por la longitud de onda de la luz utilizada. Una vez que se expone la fotoprotección, se desarrolla para exponer la superficie subyacente. Las áreas expuestas pueden operarse mediante otros procesos, p. Ej. grabado químico, implantación de iones, etc. Si la fotolitografía no tiene la resolución suficiente, existe otra técnica que utiliza haces de electrones enfocados para hacer lo mismo. La ventaja es que no se requieren máscaras, ya que la geometría simplemente se programa en la máquina, sin embargo, es mucho más lenta ya que la viga (o múltiples vigas) debe rastrear cada característica individual.
Los transistores están construidos a partir de varias capas. La mayoría de los chips en estos días son CMOS, por lo que describiré brevemente cómo construir un transistor MOSFET. Este método se denomina método de "compuerta autoalineada", ya que la compuerta se coloca antes de la fuente y drena para que se compense cualquier desalineación en la compuerta. El primer paso es colocar los pozos en los que se colocan los transistores. Los pozos convierten el silicio en el tipo correcto para construir el transistor (es necesario construir un MOSFET de canal N en silicio tipo P y un MOSFET de canal P en silicio tipo N). Esto se hace colocando una capa de fotorresistente y luego utilizando el implante de iones para forzar los iones en la oblea en las áreas expuestas. Entonces el óxido de la puerta se cultiva encima de la oblea. En las virutas de silicio, el óxido utilizado es generalmente dióxido de silicio - vidrio. Esto se hace horneando el chip en un horno con oxígeno a alta temperatura. Luego, una capa de polisilicio o metal se coloca sobre el óxido. Esta capa formará la puerta después de ser grabada. A continuación, se coloca una capa fotorresistente y se expone. Las áreas expuestas están grabadas, dejando las puertas del transistor. A continuación, se utiliza otra ronda de fotolitografía para enmascarar las regiones para las fuentes y drenajes de transistores. La implantación de iones se utiliza para crear la fuente y drenar los electrodos en las áreas expuestas. El propio electrodo de compuerta actúa como una máscara para el canal del transistor, asegurando que la fuente y el drenaje estén dopados exactamente al borde del electrodo de compuerta. Luego, la oblea se cuece para que los iones implantados trabajen ligeramente debajo del electrodo de la puerta. Después de esto, los transistores están completos y las capas de cableado se construyen una tras otra.
Desenterré un par de videos decentes que en realidad son videos educativos y no videos de relaciones públicas:
Es un proceso fotográfico, similar en algunos aspectos a una cámara de película con pasos separados de exposición y desarrollo. No tienen que imprimir las características en tamaño real; pueden imprimirlos en un tamaño que puedan manejar y usar lentes para enfocar esa imagen en el silicio.
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