Los pequeños transistores de la CPU (Unidad Central de Procesamiento) de su computadora portátil se fabrican mediante un proceso de fabricación de semiconductores conocido como litografía de semiconductores o fabricación de semiconductores. El proceso implica varios pasos complejos y tecnologías avanzadas. Aquí hay una descripción general simplificada de cómo se fabrican estos pequeños transistores:
- Sustrato de oblea: El proceso comienza con una oblea de silicio, que sirve como sustrato. La oblea de silicio generalmente se corta a partir de un lingote de cristal único y se pule para crear una superficie lisa.
- Limpieza y preparación: La oblea se limpia minuciosamente para eliminar cualquier contaminante. Después de la limpieza, se hace crecer o se deposita una fina capa de dióxido de silicio (capa de óxido) sobre la oblea para que sirva como capa aislante.
- Recubrimiento fotorresistente: se aplica una fina capa de fotorresistente a la oblea. El fotorresistente es un material sensible a la luz que sufre cambios químicos cuando se expone a la luz.
- Fotolitografía: se coloca una fotomáscara, que contiene el patrón de los componentes del transistor, sobre la oblea recubierta con fotoprotector. Luego, la luz ultravioleta pasa a través de la fotomáscara hacia la oblea, lo que provoca un cambio químico en las áreas expuestas del fotorresistente.
- Grabado: La oblea se somete a un proceso de grabado químico que elimina las áreas expuestas del fotorresistente y, posteriormente, la capa de dióxido de silicio subyacente. Este paso define las características del transistor en la oblea.
- Dopaje: Los dopantes, que son impurezas introducidas intencionalmente en el silicio, se implantan o difunden en regiones específicas de la oblea para alterar sus propiedades eléctricas. Este paso ayuda a crear las diferentes regiones semiconductoras necesarias para el funcionamiento del transistor.
- Deposición: se depositan capas adicionales de materiales, como metales o aislantes, sobre la oblea mediante técnicas como la deposición química de vapor (CVD) o la deposición física de vapor (PVD).
- Iteraciones de litografía y grabado: se realizan múltiples iteraciones de fotolitografía y grabado para crear las diversas capas y estructuras de los transistores, incluidas las regiones de puerta, fuente y drenaje.
- Interconexión: se añaden capas metálicas para interconectar los transistores y formar el complejo circuito de la CPU. Estas capas de metal se modelan mediante fotolitografía adicional y pasos de grabado.
- Procesos finales: la oblea se somete a varios procesos finales, incluida la pasivación, donde se aplica una capa protectora, y la unión, donde los chips individuales se separan de la oblea.
- Pruebas y empaquetado: se prueba la funcionalidad de los chips individuales y aquellos que pasan las pruebas se empaquetan en su forma final, listos para montarse en una CPU.
Esta es una descripción general muy simplificada y el proceso de fabricación de semiconductores real implica muchos más pasos y tecnologías complejas. Se utilizan instalaciones de fabricación avanzadas con entornos de sala limpia para garantizar la precisión y confiabilidad del proceso. La tecnología utilizada para fabricar estos diminutos transistores ha avanzado significativamente, permitiendo la producción de CPU cada vez más pequeñas y potentes.
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