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Christian González Fuentes Juan David Olarte Juan David Vanegas cód. 261855 261732 261441 MÁSCARAS – GRUPO 3 Un circuito integrado es aquel que tiene todos sus componentes sobre una misma base de silicio, y a medida que la tecnología ha avanzado se han implementado nuevas técnicas de integración que permiten generar circuitos integrados de menor tamaño, menor consumo de potencia y mayor rendimiento en general. Los primeros circuitos integrados fueron implementados en una baja escala de integración a comienzos de los años 60, SSL por sus siglas en inglés (small scale integration), esta tecnología comprendía un orden inferior a los cien transistores por integrado. A finales de la misma década se había avanzado lo suficiente para implementar cantidades cercanas a 1000 transistores por integrado y se denominó integración a escala media. De esta forma se siguió avanzando hasta llegar a la integración en gran escala en el 2006 que comprende un orden de más de diez mil transistores por integrado y en ese mismo año alcanzando una tecnología de 65nm. Para la fabricación de circuitos integrados se implementa un método por máscaras, a través del cual se colocan diferentes dopamientos tipo P y tipo N sobre una capa de silicio, de tal forma que se generan los transistores de tipo NPN y PNP sobre esta placa. Lo primero que se realiza es un proceso a través del cual se agregan impurezas al silicio de tal forma que tenga un dopamiento, para este ejemplo será tipo P, y luego de esto se crea un pozo que será tipo N, para crear ese pozo se utiliza una máscara metálica que tiene zonas oscuras y zonas claras, cuando la máscara se coloca sobre el silicio y se ilumina con luz ultravioleta la zona oscura protege las zonas que recubre dejando expuesta de esta forma sólo la zona clara, que será donde impacta la luz ultravioleta y donde cambiará el tipo de dopaje sobre el silicio. De esta forma se cuentan con zonas tipo P y zonas tipo N sobre las cuales se construirán los transistores tipo PNP y NPN correspondientemente. Gracias a los pozos ya se tienen el source y el drain de los transistores, restaría generar el gate que serían impurezas tipo P sobre el pozo N, e impurezas tipo N sobre el silicio tipo P, para este se utilizan nuevamente máscaras, una para los tramos con impurezas tipo N y otro para las impurezas tipo P. Finalmente luego de agregados los transistores se agregan las conexiones con capas metálicas y se coloca una capa protectora que recubre todas las capaz del integrado, dejando sólo a la vista algunas conexiones metálicas que van a dar al exterior las conexiones necesarias al integrado. Las máscaras se diseñan mediante herramientas CAD (diseño asistido por computador). Su finalidad es delimitar las zonas de la oblea en donde se aplicarán los procesos (oxidación, deposición, etc.) de las fases de fabricación del circuito integrado. El material de las máscaras varía dependiendo del tipo de fotolitografía que se utilice, es decir que el tipo de máscaras está estrechamente relacionado con este proceso, siendo estas de contacto o de proyección. La utilización de máscaras de contacto supone algunas ventajas y desventajas por sobre las de proyección o proximidad, y viceversa. Las máscaras de contacto resultan más económicas y tienen menor difracción de luz ya que están directamente aplicadas sobre el silicio, por lo que son de mayor resolución, pero también resultan menos resistentes y duraderas, y propensas a errores durante el proceso de fabricación. De modo contrario, las máscaras de proyección resultan en procesos de fabricación costosos por el equipo utilizado, como el alineador óptico que con una máscara maestra puede actuar sobre la resina fotosensible de modo secuencial, moviendo la oblea para utilizar toda su superficie. Estas últimas, por encontrarse a cierta distancia de la oblea tienen mayor difracción de luz por lo que en la actualidad existen métodos para “recuperar” los rayos difractados y redireccionarlos mediante la utilización de lentes para optimizar el proceso fotolitográfico. Otra forma para disminuir el impacto de estas desventajas es la utilización de rayos X o la supresión de máscaras usando el método de electron beam lithography (EBL), que utiliza un as de electrones con mucha energía que actúan directamente sobre la capa a la cual se le aplicará el debido proceso, dependiendo de la fase de fabricación en la que se encuentre. El layout se refiere a una representación gráfica que permite la visualización de las diferentes máscaras, asociadas a las capas resultantes del proceso de fabricación, que pueden ser alrededor de 20 en circuitos integrados complejos. Por lo general se le da el nombre de máscara a la capa resultante, pero es importante resaltar que la capa resultante del proceso de fabricación no es la máscara. La máscara es el elemento utilizado para delimitar el patrón de luz utilizado para solubilizar la resina fotosensible o actuar sobre el fotoresistor. CONCLUSIONES ➢ Se ha mejorado no sólo en la parte física, se han implementado estrategias para aprovechar de mejor forma esos recursos. ➢ Hay varias maneras de abordar la fabricación de CI, cada una con sus pro y sus contras. Unas con más resolución, otras más económicas, otras cuyos procesos requieren más tiempo. Es ideal tener en cuenta estos factores a la hora del diseño para optimizar estas variables, según el enfoque del mismo. ➢ En el mercado existen varias herramientas que nos facilitan el diseño de circuitos lógicos con sus correspondientes reglas de diseño, esto nos permite ahorrar tiempo y optimizar nuestros proyectos. ➢ La fabricación de circuitos integrados está limitada por la tecnología utilizada para su desarrollo