FABRICACION DE UN TRANSISTOR

En la siguiente figura se muestra detalladamente el proceso de fabricación de un transistor MOS (MOSFET).

No es la única forma de hacerlo, pero es un proceso típico:

1. Se parte de la oblea de material semiconductor.
2. Se hace crecer una capa de óxido (zona rayada) que servirá como aislante.
3. Se deposita un dieléctrico como el nitruro (capa roja) que servirá como máscara, también se podía usar simplemente el óxido anterior como máscara, depende del grosor y de los procesos siguientes.
4. Se deposita una capa de resina sensible a la radiación (capa negra), típicamente a la radiación luminosa. Se hace incidir la luz para cambiar las características de la resina en algunas de sus partes. Para ello sirven de ayuda las máscaras hechas antes con herramientas CAD.
5. Mediante procesos de atacado algunas zonas de la resina son eliminadas y otras permanecen.
6. Se vuelve a atacar, esta vez el nitruro. Este paso se podía haber hecho junto al anterior.
7. Implantación iónica a través del óxido.
8. Se crean las zonas que aislarán el dispositivo de otros que pueda haber cerca (zonas azules).
9. Se crece más óxido, con lo que éste empuja las zonas creadas antes hacia el interior de la oblea para conseguir un mejor aislamiento.
10. Eliminación del nitruro y parte del óxido.
11. Se hace crecer una fina capa de óxido de alta calidad que servirá de óxido de puerta al transistor.
12. Deposición de una capa de polisilicio (capa verde oscuro) mediante procesos fotolitográficos análogos a los vistos en los puntos 1 al 5. Este polisilicio será el contacto de puerta del transistor.
13. Atacado del óxido para crear ventanas donde se crearán las zonas del drenador y surtidor. El polisilicio anterior servirá de máscara al óxido de puerta para no ser eliminado.
14. Implantación iónica con dopantes que sirven para definir el drenador y el surtidor. El polisilicio vuelve a hacer de máscara para proteger la zona del canal.
15. Vemos en verde claro las zonas de drenador y surtidor.
16. Se deposita una capa de aislante (zona gris).
17. Mediante procesos fotolitográficos como los vistos antes se ataca parte del óxido.
18. Se deposita una capa metálica que servirá para conectar el dispositivo a otros.
19. Se ataca de la forma ya conocida el metal (capa azul oscuro) para dejar únicamente los contactos. El contacto de puerta no se muestra en la figura porque es posterior al plano que se muestra.

Una vez que se diseñan los transistores se hace el juego de máscaras de las metalizaciones que es la forma de conectar los transistores para formar estructuras más complicadas, como puertas lógicas.
En la siguiente figura se puede ver el juego de máscaras de una Puerta OR de dos entradas. El diseño es CMOS.

Layout de una puerta OR con el programa LASI.

Las líneas azules rayadas son metalizaciones
Las líneas rojas es polisilicio
Las zonas amarillo y verde con puntos son zonas P+ y N+ respectivamente
Las líneas azules sin relleno delimitan zonas N
Junto a cada transistor se especifican las dimensiones de su canal. El diseño cumple las reglas CN20.

La última fase en la fabricación es encapsularlo en el chip y soldar los pines.