Os minúsculos transistores na CPU (Unidade Central de Processamento) do seu laptop são fabricados usando um processo de fabricação de semicondutores conhecido como litografia de semicondutores ou fabricação de semicondutores. O processo envolve várias etapas complexas e tecnologias avançadas. Aqui está uma visão geral simplificada de como esses minúsculos transistores são feitos:
- Substrato de Wafer: O processo começa com um wafer de silício, que serve como substrato. O wafer de silício normalmente é cortado de um único lingote de cristal e polido para criar uma superfície lisa.
- Limpeza e Preparação: O wafer passa por uma limpeza completa para remover quaisquer contaminantes. Após a limpeza, uma fina camada de dióxido de silício (camada de óxido) é cultivada ou depositada no wafer para servir como camada isolante.
- Revestimento fotorresistente: Uma fina camada de fotorresistente é aplicada ao wafer. O fotorresiste é um material sensível à luz que sofre alterações químicas quando exposto à luz.
- Fotolitografia: Uma máscara fotográfica, que contém o padrão dos componentes do transistor, é colocada sobre o wafer revestido com fotorresiste. A luz ultravioleta é então refletida através da máscara fotográfica sobre o wafer, causando uma alteração química nas áreas expostas do fotorresistente.
- Gravação: O wafer é submetido a um processo de corrosão química que remove as áreas expostas do fotorresiste e, subsequentemente, a camada subjacente de dióxido de silício. Esta etapa define os recursos do transistor no wafer.
- Dopagem: Dopantes, que são impurezas introduzidas intencionalmente no silício, são implantados ou difundidos em regiões específicas do wafer para alterar suas propriedades elétricas. Esta etapa ajuda a criar as diferentes regiões semicondutoras necessárias para a operação do transistor.
- Deposição: camadas adicionais de materiais, como metais ou isolantes, são depositadas no wafer usando técnicas como deposição química de vapor (CVD) ou deposição física de vapor (PVD).
- Iterações de litografia e gravação: Múltiplas iterações de fotolitografia e gravação são realizadas para criar as diversas camadas e estruturas dos transistores, incluindo as regiões de porta, fonte e dreno.
- Interconexão: Camadas de metal são adicionadas para interconectar os transistores e formar o complexo circuito da CPU. Essas camadas de metal são padronizadas usando etapas adicionais de fotolitografia e gravação.
- Processos de back-end: o wafer passa por vários processos de back-end, incluindo passivação, onde uma camada protetora é aplicada, e ligação, onde os chips individuais são separados do wafer.
- Teste e empacotamento: os chips individuais são testados quanto à funcionalidade, e aqueles que passam no teste são empacotados na forma final, prontos para serem montados em uma CPU.
Esta é uma visão geral altamente simplificada, e o processo real de fabricação de semicondutores envolve muito mais etapas e tecnologias complexas. Instalações de fabricação avançadas com ambientes de sala limpa são usadas para garantir a precisão e a confiabilidade do processo. A tecnologia utilizada para fabricar esses minúsculos transistores avançou significativamente, permitindo a produção de CPUs cada vez menores e mais potentes.
