Los dispositivos semiconductores básicos como diodos, transistores y resistencias se fabrican mediante tecnología monolítica durante la fabricación de circuitos integrados. ‘Monos’ significa ‘único’ y ‘litos’ significa piedra, por lo que significa que todos estos componentes se fabrican con la misma tecnología.
La mayoría de los componentes semiconductores se fabrican con silicio a través del proceso de fabricación. El silicio es el elemento más abundantemente disponible en arena y cuarzo como óxidos.
El silicio es el elemento que pertenece al grupo 4 en la tabla periódica que tiene 4 átomos en la capa más externa.
El silicio en su forma más pura se utiliza para el proceso de fabricación. La conversión de arena a silicio implica varios procesos.
Ahora estamos listos con el silicio. Esta es la base para todo el proceso de fabricación. Este silicio será el sustrato para la fabricación de resistencias, diodos o transistores.
Por encima de este sustrato, el dopaje se realiza adecuadamente para formar los semiconductores necesarios.
Los sustratos que utilizamos son de tipo p o de tipo n. El semiconductor de tipo n se forma al dopar impurezas pentavalentes como el fósforo, el arsénico al átomo de silicio puro, de modo que el átomo adicional que queda libre sin ningún enlace comenzará la conducción El semiconductor de tipo p se forma impregnando impurezas trivalentes como galio, indio a silicio puro, de modo que el orificio dejado libre durante la unión comenzará la conducción.
En lo que respecta al transistor, existen muchos tipos, los tipos básicos incluyen los transistores NPN y PNP.
Los pasos involucrados en la fabricación del transistor NPN incluyen
La fabricación del transistor PNP tiene un proceso similar, excepto que hay un cambio en el sustrato, en lugar del sustrato P, será N-sustrato.
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El proceso de fabricación de los transistores MOS implica estos pasos generales durante la fabricación.
1. Primero, decidir el tipo de sustrato, ya sea tipo p o tipo n.
2. Aplicar una capa gruesa de óxido sobre el sustrato.
3.Aplicar una capa de fotorresistencia sobre la capa de óxido.
4. Aplicar una máscara sobre la fotorresistencia y aplicar rayos UV para que las partes deseadas se graben.
Hay dos tipos de proceso de grabado,
Horneado suave y horneado duro
-> en horneado suave, la capa que está enmascarada se grabará con los rayos UV
-> en hornear duro la capa que está descubierta se grabará con los rayos UV
El método general del proceso de grabado se realiza mediante el uso de rayos UV, como un avance hoy en día la luz láser también se utiliza para el proceso de grabado.
5. Ahora, después de enmascarar y exponerse a los rayos UV, las porciones no necesarias están grabadas para formar una ventana.
6. Se difunde un polisilicio (espesor de 1-2 micrómetros) sobre la fina capa de óxido.
7. El siguiente paso es la difusión, para el sustrato de tipo n se realiza la difusión de p y para el sustrato de tipo p se realiza la difusión de n.
8. Ahora los contactos se toman de las difusiones y el polisilicio para formar compuerta, drenaje y fuente.
Aquí se ilustra n-mos
Otros tipos de transistores incluyen FET, MOSFET, JFET, CMOS, PMOS, todos con diferentes propiedades pero con base como sustrato de silicio.
Nuevamente, cuando se considera la fabricación de diodos, solo hay 2 regiones en las regiones de diodos, p y n.
Cuando se consideran las resistencias, el material alcanza su propiedad de resistencia básica a través de la difusión apropiada. La difusión del material decidió la resistencia de la resistencia.
Hay cuatro métodos disponibles para la fabricación de resistencias integradas, a saber
Resistencia 1.Diffused
2.resistencia epitaxial
Resistencia 3.Pinched
4.resistencia de película delgada
El tipo de fabricación se elige de acuerdo con la aplicación. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, por lo tanto, se elige según el requisito.