Durante la etapa de oxidación, se forma una capa de óxido (SiO₂) sobre la superficie de la oblea. La oblea es el material más importante en el procesamiento de semiconductores. La capa de óxido protege la superficie de la oblea de impurezas, y el siguiente paso es diseñar el circuito semiconductor.

¿Cómo es el circuito de un chip semiconductor? ¡Aprendamos juntos!

Los chips microsemiconductores contienen de miles a millones de componentes electrónicos (diodos, transistores, condensadores, resistencias) en su interior. ¿Cómo se fabrican estos circuitos integrados de semiconductores? Primero comprendamos un poco la historia del desarrollo de los semiconductores.

Transistores: donde comenzó la revolución electrónica

En 1947, investigadores de los Laboratorios Bell, el centro de investigación central de la empresa de telecomunicaciones más grande de Estados Unidos, American Telephone and Telegraph (AT&T), inventaron el transistor. Este invento se llamó inicialmente "amplificador" y luego pasó a llamarse transistor.

Los transistores se convirtieron rápidamente en los componentes centrales de los productos electrónicos. Sin embargo, con los avances tecnológicos, los productos electrónicos empezaron a adquirir cada vez más funcionalidades. Esto llevó a un crecimiento exponencial en la cantidad de componentes que debían interconectarse, desde transistores y resistencias hasta diodos y capacitores. Estos puntos de contacto también se convirtieron en la causa de la mayoría de fallas del producto.

En 1958, el ingeniero Jack Kilby de Texas Instruments (TI) desarrolló una solución. Los componentes electrónicos complejos se miniaturizarían y luego se imprimirían como circuitos en una superficie pequeña. Estos circuitos se apilarían uno encima del otro, dando origen a los circuitos integrados (CI).

Circuitos integrados (CI): una revolución en la electrónica

Los transistores, resistencias, diodos y condensadores, que forman los circuitos integrados (CI) de semiconductores, están interconectados para calcular y almacenar señales eléctricas.

Echemos un vistazo más de cerca a la función de cada clase de componente. Los transistores actúan como interruptores para abrir y cerrar la fuente de alimentación, mientras que los condensadores acumulan y almacenan cargas. Las resistencias regulan la corriente y los diodos mantienen la uniformidad de la señal.

Los circuitos integrados de semiconductores se fabrican integrando todos los componentes del circuito en patrones multicapa intrincados y complejos. Estos intrincados circuitos son imposibles de dibujar manualmente, por lo que se utiliza un método similar al revelado de imágenes fotográficas.

El desarrollo de los circuitos integrados estimuló el progreso de la industria de los semiconductores. Pasar de conectar manualmente componentes individuales a circuitos integrados significó factores de forma de producto más pequeños y un menor consumo de energía, al tiempo que se logró un procesamiento de datos más rápido. El uso de la tecnología de fotolitografía significó que los circuitos integrados de semiconductores fueran confiables y beneficiosos para la producción a gran escala.

En la década de 1960, el fallecido ingeniero coreano-estadounidense de Bell Labs, Dr. Dawon Kahng, y Martin Atalla desarrollaron el "MOS-FET" (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico). Los circuitos integrados realmente comenzaron a brillar a partir de aquí.

MOS-FET resolvió las limitaciones de los transistores de unión bipolar tradicionales, que eran difíciles de fabricar y consumían mucha energía.

En 60 años, los semiconductores han evolucionado desde transistores hasta circuitos integrados y MOS-FET. Es emocionante y esperado que se produzcan más innovaciones en el futuro. 

En el próximo artículo, presentaremos cómo estos circuitos de intrincado diseño se dibujan en obleas mediante procesos de grabado.