He estado tratando de entender cómo se fabrican las CPU con esos circuitos grandes y complejos. Pero Making of CPU solo habla de proyectar diagramas de transistores (puede ser que esa es la parte principal). ¿Cómo se agregan a la CPU componentes adicionales como diodos, condensadores, etc.?
Básicamente, se fabrican de la misma manera que los transistores.
Si observa la estructura de un MOSFET, verá que en realidad tiene todo lo que necesita para resistencias, capacitores y diodos.
El canal está hecho de silicio dopado tipo P y tipo N, formando dos uniones PN; de hecho, esto se puede imaginar como dos diodos de unión PN espalda con espalda. Entonces, ¿cómo hacer un diodo? simplemente remueve una de las uniones y se deja con un diodo PN. También puede hacer diodos Schottky usando una unión de metal-semiconductor si está diseñado correctamente. Esto también es algo que se encuentra en los MOSFET: se ve un metal que se une a la fuente / drenaje, que es esencialmente una unión metal-semiconductor, aunque está diseñado para no ser un diodo al difundir el metal en el semiconductor, pero aún así es la misma estructura. / p>
Ahora mira la puerta de un MOSFET. Es una unión de metal-óxido-semiconductor (de hecho, también puede ser poli-óxido-semiconductor). El óxido actúa como un dieléctrico que forma un capacitor, por lo tanto, se ve que hablar de capacitancia de compuerta para un MOSFET es un parámetro importante. Así que tienes tu condensador.
Mira el canal del MOSFET. Al conducir, actúa como una resistencia. De hecho, las capas metálicas en sí mismas son tan delgadas que tienen una resistencia notable, y el poli-silicio también se puede usar como conductor con una resistividad bastante alta.
Así que veamos los componentes individualmente.
Hay diferentes tipos de diodos, de los cuales P-N y Schottky son dos tipos comunes. ¿Cómo se hacen? Estos están hechos con las mismas técnicas que un MOSFET. Para hacer un P-N, se debe colocar un bit N-Type y un bit junto a él P-Type y tener una unión P-N. Para un diodo Schottky, aplique silicona de tipo N y construya una unión de metal en la parte superior.
¿Cómo se hace cualquier resistencia? Simplemente haga un rastro de material resistivo de una anchura y longitud específicas. Esto puede ser poli-silicio o metal en un dispositivo CMOS. El primero es bueno para una alta resistencia, el segundo para una baja resistencia.
Hay dos tipos, trinchera y metal. En el caso de los condensadores de zanja, graba en el silicio, deposite metal, luego óxido, y luego más metal. Esto forma una capacitancia relativamente alta (por su tamaño) que se usa comúnmente para la memoria DDR. También puede formar condensadores metálicos utilizando las capas de interconexión. Básicamente, las interconexiones son capas de metal separadas por una capa de óxido de bajo k (baja capacidad capacitiva). Si haces ese óxido con una mayor resistencia dieléctrica, puedes hacer una mayor capacitancia.
Los diodos ya están allí, ya que son simplemente una unión PN
Los condensadores son más complicados. O bien hay pasos específicos del proceso para crearlos o se utilizan capacidades parásitas de las estructuras existentes.
Se pueden hacer resistencias usando el material de la puerta o usando alguna estructura dopada humilde.
Dependiendo de cómo se hacen los distintos componentes, su calidad puede diferir, lo que dificulta en ocasiones el diseño del circuito (analógico).
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