Las computadoras digitales de los años 1930 y 1940 se basaron en los tubos de vacío que controlaban el flujo de corriente eléctrica . Pero el calor de los equipos de tubo " , el tamaño y la falta de fiabilidad impulsaron la búsqueda de conceptos de control de energía alternativa . Los principales enfoques de la década de 1950 participaron soldadura cientos de transistores en los circuitos . A finales de 1958 y principios de 1959 , dos ingenieros , Jack Kilby y Robert Noyce , descubierta de forma independiente la clave para que los circuitos integrados fiables en grandes cantidades. Se graban todos los patrones de circuito en una sola pieza de material semiconductor para crear un microchip de estado sólido .
Los semiconductores son materiales que conducen la electricidad en determinadas condiciones , y se resisten a que en otros. Con una comprensión de sus propiedades , es posible controlar con precisión el flujo eléctrico en un microchip --- un requisito previo para circuitos fiables.
Going Clean
La mayoría de los microchips son una pocos centímetros cuadrados de tamaño . En este espacio se ajusta millones de componentes eléctricos individuales . Su pequeño tamaño hace que los circuitos integrados altamente vulnerables a incluso contaminación microscópica por el polvo, la suciedad o las células muertas de la piel , incluso durante el proceso de fabricación. Por esta razón, toda la fabricación de microchips se lleva a cabo en salas blancas , que son ambientes cerrados que son más limpias que las salas de operaciones , en la que el aire está constantemente re- filtra y todo el personal debe llevar trajes de protección y sistemas de aire cerradas.
Preparando los caminos de circuito
El primer paso en la fabricación de circuitos integrados está teniendo un sustrato , o base , de silicio puro , que se cristaliza y se corta en formas de obleas . Las obleas se finamente cubiertos con un producto químico aislante ( óxido de silicio ) y, a continuación un producto químico sensible a la luz especial llamado un fotoprotector . Las obleas se exponen entonces a una luz ultravioleta a través de un dispositivo de llamada de una fotomáscara . Esta mascarilla sólo permite que la luz pase por el intrincado dibujo de las trayectorias de circuitos deseados. Las propiedades químicas de la resina fotosensible expuesta se cambian por la exposición a la luz , lo que le permite , y el óxido de silicio subyacente, a desarrollar y químicamente grabada distancia. El proceso es similar en concepto a desarrollar una película fotográfica.
Agregar el Wires
Las áreas en las que la fotoprotección ha sido arrastrada se puede personalizar varias ocasiones y estrechamente con los implantes químicos que manejan sus propiedades eléctricas. Cuando se haya completado , las obleas se colocan en una cámara de vacío , donde están cubiertos con una fina capa de metal conductor , tal como aluminio o cobre . El proceso de resina fotosensible y la máscara se repite a continuación . El metal debajo de esas áreas fotosensibles afectadas por la luz está grabado químicamente , dejando una intrincada red de cables y transistores alineados con precisión , listo para empezar a procesar la información.
Inspección y Embalaje
Debido a que las dimensiones de un circuito integrado son tan pequeños, a menudo se producen defectos en el producto. Circuitos se prueban antes de ser envasados , con los procesos de inspección que van desde la inspección óptica avanzada con cámaras digitales o láser para pruebas eléctricas detalladas. Microchips que pase se envían a envasar en un recipiente sellado que los protege del medio ambiente. Este paquete será el medio a través del cual el circuito integrado se puede conectar a los circuitos y otros dispositivos de interfaz, y contiene los pines familiares en la parte inferior de los chips de computadora .
Golpear su muro
Cuantos más transistores y cables que pueden caber en un microchip , el más potente que el chip es . Debido a que el proceso de fabricación se basa en la luz , se necesitan longitudes de onda cada vez más pequeños para permitir la reducción de los componentes . Algunas ideas incluyen ultravioleta extremo, rayos X y rayos de electrones , que también requieren nuevas chemicals.A importante área fotosensible de la investigación consiste en la construcción de circuitos integrados tridimensionales que permiten la colocación de muchos más transistores y componentes en un pequeño espacio con interconectada capas del circuito .