Durante a etapa de "oxidação", uma camada de óxido (SiO₂) é formada na superfície do wafer. O wafer é o material mais importante no processamento de semicondutores. A camada de óxido protege a superfície do wafer contra impurezas, e a próxima etapa é projetar o circuito semicondutor.

Qual é a aparência do circuito em um chip semicondutor? Vamos aprender juntos!

Os chips micro semicondutores contêm milhares a milhões de componentes eletrônicos (diodos, transistores, capacitores, resistores) dentro deles. Como são feitos esses circuitos integrados semicondutores? Vamos primeiro entender um pouco da história do desenvolvimento de semicondutores.

Transistores: onde começou a revolução eletrônica

Em 1947, pesquisadores do Bell Laboratories, o centro central de pesquisa da maior empresa de telecomunicações dos Estados Unidos, a American Telephone and Telegraph (AT&T), inventaram o transistor. Esta invenção foi inicialmente chamada de "amplificador" e mais tarde renomeada como transistor.

Os transistores rapidamente se tornaram os principais componentes dos produtos eletrônicos. Porém, com os avanços tecnológicos, os produtos eletrônicos passaram a adquirir cada vez mais funcionalidades. Isso levou a um crescimento exponencial no número de componentes que precisavam ser interconectados, desde transistores e resistores até diodos e capacitores. Esses pontos de contato também se tornaram a causa da maioria das falhas de produtos.

Em 1958, o engenheiro Jack Kilby da Texas Instruments (TI) desenvolveu uma solução. Componentes eletrônicos complexos seriam miniaturizados e depois impressos como circuitos em uma pequena superfície. Esses circuitos seriam empilhados uns sobre os outros, dando origem aos circuitos integrados (ICs).

Circuitos Integrados (ICs): Uma Revolução na Eletrônica

Transistores, resistores, diodos e capacitores, que constituem circuitos integrados semicondutores (CIs), são interconectados para calcular e armazenar sinais elétricos.

Vamos dar uma olhada mais de perto na função de cada classe de componente. Os transistores atuam como interruptores para abrir e fechar a fonte de alimentação, enquanto os capacitores acumulam e armazenam cargas. Os resistores regulam a corrente e os diodos mantêm a uniformidade do sinal.

Os circuitos integrados de semicondutores são fabricados integrando todos os componentes do circuito em padrões multicamadas intrincados e complexos. Esses circuitos intrincados são impossíveis de desenhar manualmente, então é usado um método semelhante ao desenvolvimento de imagens fotográficas.

O desenvolvimento de circuitos integrados estimulou o progresso da indústria de semicondutores. Passar da conexão manual de componentes individuais para circuitos integrados significou formatos de produto menores e menor consumo de energia, ao mesmo tempo em que alcançou um processamento de dados mais rápido. O uso da tecnologia de fotolitografia significou que os CIs semicondutores eram confiáveis ​​e benéficos para produção em larga escala.

Na década de 1960, o falecido engenheiro coreano-americano do Bell Labs, Dr. Dawon Kahng, e Martin Atalla desenvolveram o "MOS-FET" (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico). Os circuitos integrados realmente começaram a brilhar a partir daqui.

O MOS-FET resolveu as limitações dos transistores de junção bipolar tradicionais, que eram difíceis de fabricar e consumiam muita energia.

Em 60 anos, os semicondutores evoluíram de transistores para circuitos integrados e MOS-FETs. Mais inovações no futuro são emocionantes e aguardadas. 

No próximo artigo, apresentaremos como esses circuitos intrincadamente projetados são desenhados em wafers usando processos de gravação.