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Introducción a la electrónica física (Wilson)
4: Fabricación de IC
4.9: Fabricación de circuitos integrados - Una vista panorámica

4.9: Fabricación de circuitos integrados - Una vista panorámica

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Hemos estado observando el desarrollo del circuito desde un punto de vista transversal, observando la formación de los diversos niveles que conforman el inversor CMOS terminado. De hecho, esta no es la forma en que un diseñador de circuitos ve las cosas. Un diseñador de circuitos ve las cosas desde arriba, y solo se preocupa por la colocación de los transistores, y cómo se conectarán entre sí. De hecho, el único factor en el diseño real del ingeniero de diseño tiene alguna opción es el ancho del transistor,\(W\). Todos los demás parámetros son decididos de antemano por el ingeniero de procesos. Entonces, ¿qué ve el ingeniero de maquetación? Comenzamos con el n-implante para hacer el n-tanque, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\). (Debe regresar y seguir junto con las vistas transversales del proceso, ya que revisamos mirando las cosas desde arriba).

Vista de arriba hacia abajo de un tanque n, representado como un cuadrado.

Una máscara opuesta a la del n-tanque nos permite un\(V_{T}\) ajuste de canal n. A continuación depositamos y modelizamos el nitruro para las regiones activas, y cultivamos la capa de óxido de campo (FOX) como se muestra en la Figura\(\PageIndex{2}\).

Vista de arriba hacia abajo de la oblea de silicio, representada como un rectángulo grande con el depósito n en el lado derecho. Esta se superpone con una capa de FOX sobre toda la oblea, y en primer plano hay dos cuadrados más pequeños de nitruro: uno en la mitad derecha, dentro del tanque n, y uno en la mitad izquierda.

Retiramos el nitruro, y depositamos y modelizamos el polisilicio, como se ve en la Figura\(\PageIndex{3}\).

La oblea de la Figura 2 anterior tiene la capa de nitruro eliminada y una capa de polisilicio, conformada como dos rectángulos verticales estrechos, ubicados sobre los cuadrados previamente cubiertos por nitruro, unidos por una barra horizontal con una pequeña protuberancia en su centro inferior.

La figura\(\PageIndex{4}\) muestra cómo se ven las dos máscaras para los implantes de fuente/drenaje n+ y p+:

La oblea de la Figura 3 anterior tiene un implante n+, en forma de pequeño cuadrado con un rectángulo desconectado a su izquierda, y un implante p+, en forma de pequeño cuadrado con un rectángulo desconectado a su derecha. Los implantes se localizan en los cuadrados previamente ocupados por el nitruro a la izquierda y a la derecha, respectivamente.

Tenga en cuenta que el poli de puerta se extiende más allá de donde se realiza el implante (dentro de la línea punteada). Esta es una regla de diseño que es la forma en que el diseñador de circuitos toma en cuenta el hecho de que el proceso de fabricación debe tener algo de tolerancia incorporada, porque las cosas no siempre estarán alineadas simplemente a la perfección. Ahora hacemos algunos orificios de contacto, que se ven en la Figura\(\PageIndex{5}\):

Se cortan dos agujeros a cada lado de cada brazo vertical de la capa de polisilicio, dentro de los límites del cuadrado del implante. También se corta un agujero en cada uno de los pequeños rectángulos no conectados de los implantes.

Y finalmente, pulverizamos y diseñamos la metalización, la cual se representa en la Figura\(\PageIndex{6}\). Deberías volver a los MOSFET, y convencerte de que el circuito que se muestra en la Figura\(3.10.4\) es de hecho lo que se ha construido en la Figura\(\PageIndex{6}\). Vea si puede identificar todas las piezas correctas. Tenga en cuenta que existe una conexión entre\(V_{\text{ss}}\) (tierra) y el sustrato p muy cerca de la fuente de canal n. También hay un contacto entre el foso n y\(V_{\text{dd}}\), que está muy cerca de la fuente del canal p. ¿Qué ventaja tendría esto? Pista: revisar la discusión sobre el latch-up.

Las regiones metálicas se agregan a la oblea de la Figura 5 anterior. Uno conecta los dos orificios a la izquierda de la tira de polietileno vertical izquierda, extendiéndose más allá del borde izquierdo de la oblea y formando un contacto para V_ss. Otra región metálica conecta los dos orificios a la derecha de la tira de poli vertical derecha, extendiéndose más allá del borde derecho de la oblea y formando un contacto para V_dd. Una tercera región metálica conecta los dos orificios entre las tiras verticales de polietileno y se extiende hacia arriba más allá del borde de la oblea, formando un contacto para V_out. La pequeña protuberancia de la parte inferior del brazo horizontal de la región de polisilicio forma un contacto para V_in.