processo fabricação de circuitos integrados
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FABRICAÇÃO DE CIRCUITOS INTEGRADOS
ELETRÔNICA ANALÓGICA
ENG.º EDERSON ZANCHET
CIRCUITOS INTEGRADOS - FABRICAÇÃO
Os circuitos integrados em termos gerais são basicamente construídos a partir silício
monocristalino. Devido a característica do silício (Polisilício) que apresenta estrutura formada por
diversos blocos e desorganizados, tornando-se necessário um processo de purificação para
obtenção de um silício de alta qualidade.
O monosilício apresenta estrutura com átomos bem alinhados e com características físicas
uniformes.
Os processos de fabricação dos circuitos integrados abrangem várias etapas que vão desde
a extração do material até o encapsulamento.
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CIRCUITOS INTEGRADOS – SILÍCIO POLICRISTALINO
O material extraído não contém apenas silício.
Apresenta outros componentes no cristal, o que para o
processo de fabricação apresenta instabilidade em níveis
de tensão, assim para os circuitos integrados, o grau de
pureza é o grau eletrônico (grau de mais alta pureza do
silício, >99,9999%). Porém para outras aplicações como
fabricações o silício policristalino tem sido aplicado com
sucesso. Pelas figuras 1 e 2 temos modelos de silício
policristalino.
Existe algumas formas para obtenção do cristal
entre elas podemos citar:
O processo de Siemens ou Reator de Siemens;
O processo de leito fluidizado
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Figura 1 – Silício Policristalino
Figura 2 – Silício Policristalino
Fonte:
http://wikienergia.com/~edp/images/thumb/d/d5/Cili
ndrosiliciopolicristalino.jpg/300px-
Cilindrosiliciopolicristalino.jpg
CIRCUITOS INTEGRADOS – SILÍCIO MONOCRISTALINO
O Como o silício policristalino apresenta
estrutura cristalina desorganizada, provocando
reações nas propriedades elétricas do materiais para
os circuitos integrados é necessária a obtenção do
silício monocristalino.
O processo de Czochralski torna o silício mais
puro devido ao fato de que as impurezas possuem
diferentes pontos de fusão.
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Figura 3 – Silício monocristalino
O silício policristalino é triturado e depois fundido. Enquanto está na fase líquida podem ser
adicionadas quantidades controladas de impurezas (dopantes como Ferro e Boro) ao silício
intrínseco para que sejam obtidas as propriedades elétricas desejadas.
Um grão de silício monocristalino é posto em contato com o silício líquido, à temperatura de
fusão, através de uma haste.
Fonte: http://www.gcfs.eu/datapool/page/66/cz01.jpg
CIRCUITOS INTEGRADOS – SILÍCIO MONOCRISTALINO
Quando o grão de Si entra em contato com
líquido uma parte do grão é fundida. Há medida em
que a haste vai puxando o grão para cima, o líquido
vai aos poucos se solidificando e formando um
cilindro. O diâmetro deste cilindro é determinado pela
velocidade de subida e de rotação da haste conforme
pode ser observado pela figura 4 e 5.
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Figura 4 – Processo de obtenção Silício monocristalino
Figura 5 – Etapas Processo de obtenção Silício monocristalino
Fonte: http://img135.imageshack.us/img135/474/materialprocessing.png
CIRCUITOS INTEGRADOS
Após a obtenção do silício dentro das
características necessárias, o cristal é cortado com
lâminas ou fios de diamante formando wafers, com
espessuras que variam de 0,25mm e 1mm de acordo
com o diâmetro do cristal.
O material é polido e tratado quimicamente,
somente após todo esse processo que receberá o
desenho para formação do circuito integrado através de
um processo semelhante ao do filme fotográfico, além
das diversas camadas. O circuito integrado é construído
camada por camada, até constituir o componente
projetado.
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Video - Processo de fabricação Circuitos Integrados
Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=l7-EmE7Ixuo
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. Vol. I - 4.ª; Ed. Makron Books: São Paulo, 1995.
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[6] NATIONAL SEMICONDUCTOR, LM117/LM317A/LM317 3-Terminal Adjustable Regulator datasheet, may
1996, disponível em: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS009063.PDF acesso
em 03 set. 2012.
[7] SANTOS, Roberto Bairros dos. Regulador de tensão usando CI; disponível em:
http://www.bairrospd.kit.net/fonte_aliment/Regulador%20de%20tensao%20com%20CI.pdf acesso em 03 set.
2012.
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EDERSON ZANCHET
Mestrando em Engenharia Elétrica e Informática Industrial - UTFPR
Engenheiro de Controle e Automação - FAG
Departamento de Engenharia – FAG
Docente Disciplina de Eletronica Analógica
www.fag.edu/professores/ederson