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Trabalho de CMAT - Silício

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ao mesmo tempo em camadas. Essa tecnologia de fabricação é denominada 
tecnologia de produção integrada. Todo o circuito é encapsulado em um único invólucro e 
compartilha os mesmos pinos de contatos. Essa técnica possibilita reduzir os custos de fabricação 
dos circuitos. 
O processo de fabricação de um circuito integrado é divido em três etapas básicas: 
Fase 1: Projeto do circuito e fabricação das máscaras (“plantas” de como o chip deve ser 
fabricado) 
Etapa 2: Obtenção de camada de Silício (Wafer), Fotolitografia, Corrosão, Epitaxia, Metalização e 
Teste dos chips. 
Etapa 3: Corte das pastilhas, Soldagem, Encapsulamento e Teste. 
A seguir detalhes de algumas fases da preparação dos chips: 
 Fabricação do Wafer Virgem 
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 Figura 1. O lingote é “fatiado” para criar o wafer “virgem”. 
 
 Através do método de Czochralski, que consiste da produção de monocristais de alta 
pureza, a areia de praia é transformada em monocristais de silício, derretido a temperatura de 
815°C em um meio gasos de argônio(para impedir a contaminação pelo ar), que se solidifica em 
um cilindro de silício com pureza aproxima de 99,9999%. Este cilindro de silício altamente puro, 
também conhecido como lingote (ou “ingot”, em inglês), é então polido e fatiado em formas 
circulares chamadas de wafers que são a base pra fabricação de chips. 
 O lingote resultante deste processo mede de um a dois metros de comprimento e pode ter 
até 300 mm de diâmetro (é daí que vem termos como “wafer de 300 mm”). O lingote é então 
“fatiado” em wafers. Esses wafers são polidos e enviados para a fabricação do chip. Em cima deste 
wafer “virgem” é que os chips serão fabricados. 
 
 Fotolitografia 
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 Figura 2. Como a fotolitografia funciona. 
 No processo anterior foram obtidos os Wafers de silício onde serão fabricados os chips. Os 
chips são fabricados nos próprios wafers através de um processo conhecido como fotolitografia 
que pode produzir entorno de 1milhão de chips por wafer. O processo consiste na associação de 
um produto químico específico para um “mascara” ou “molde” específico. Tudo feito de forma a 
criar camadas com funções e características diferentes para futuramente definir a passagem da 
corrente elétrica pelo chip. 
 Cada máscara possui um padrão diferente e cada padrão determina como os transistores e 
fios dentro do chip serão fabricados. O número de máscaras usadas varia dependendo do projeto. 
Um processador Pentium 4, por exemplo, usa 26 máscaras. 
 A primeira coisa feita no wafer “virgem” é a aplicação de dióxido de silício (SiO2), através 
da exposição do wafer a gás e calor extremo. Este processo é similar a forma como os metais 
enferrujam-se quando molhados, mas este processo acontece de maneira bem mais rápida. 
 No passo seguinte, o wafer é coberto por uma substância fotossensível, que se enrijece 
quando exposta à luz ultravioleta. A primeira máscara é aplicada e o wafer exposto à luz 
ultravioleta. A parte “mole”, que não foi exposta a luz, é removida e então partes da camada de 
dióxido de silício que foi exposta a luz, também é removida por um processo chamado etching. O 
resto da camada que ainda contém o material fotossensível é removido, deixando um wafer com 
uma camada de dióxido de silício com a forma idêntica da primeira máscara. 
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 Uma outra camada de dióxido de silício é aplicada no wafer e uma camada de polisilício é 
aplicada por cima. Em seguida uma outra camada de substância fotossensível é aplicada. A 
segunda máscara é aplicada e o wafer é exposto à luz ultravioleta novamente. A parte “mole” da 
camada fotossensível é removida e então as partes da camada de polisilício e de dióxido de silício 
que foram reveladas são removidas pelo etching. Deixando, agora, um wafer com uma camada de 
dióxido de silício com a mesma forma da primeira máscara e em cima dela uma camada de 
polisilício e de dióxido de silício com a mesma forma da segunda máscara. Repetindo o processo 
para todas as subseqüentes camadas ate todas as mascaras necessárias estarem no wafer. 
 
 Figura 3. Transistores construídos dentro do chip e as conexões metálicas entre eles. 
 Após todas as repetições necessárias, um processo chamado dopagem (ou ionização) 
acontece. Aqui, áreas expostas do wafer são bombardeadas com vários íons, para alterar a forma 
como essas áreas conduzem eletricidade, transformando as em semicondutores do tipo P (carga 
positiva) ou o tipo N (carga negativa). Os produtos químicos geralmente usados esta etapa são: 
fósforo, antimônio e arsênico para criar semicondutores do tipo N, e bromo, índio e gálio para 
criar camadas de semicondutor do tipo P. O empilhamento de camadas com materiais do tipo P e 
N é que criarão os transistores. 
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Figura 4. Wafer com processadores Pentium 4 após o processo de fabricação. 
 Os chips no wafer são então testados e o wafer é enviado para o próximo passo no processo 
de fabricação, onde os chips são cortados, recebem seus terminais e são encapsulados. Após isso, 
eles são testados novamente, rotulados e vendidos. 
 Sala Limpa 
 Todos os processos descritos acontecem dentro de uma sala limpa, pois como estamos 
falando sobre transistores microscópicos, até mesmo a menor partícula de poeira pode contaminar 
e destruir o chips, principalmente durante o processo de fotolitografia. 
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Figura 5. Salas limpas e as “bunny suits” 
 
 
Figura 6. Exemplos de chips destruídos por poeira 
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Conclusão 
 Conforme estudado, da simples areia da praia é possível obter um eficiente circuito 
integrado, de um feixe de elétrons surge um laser, da água se extrai sílica, da sílica se fabrica 
vidro, etc. Todas essas facetas são possíveis graças às propriedades do elemento que foi o objeto 
desse estudo: o silício. 
 Portanto, após essa breve investigação sobre o elemento silício e algumas de suas 
aplicações, é natural conjecturar que quando se emprega os recursos disponíveis na natureza 
valendo-se da tecnologia em constante aperfeiçoamento, os resultados são avanço para a 
humanidade. 
 
 
Bibliografia 
GAMA, D. R. N. Ciberatletas, Cibercultura e Jogos Digitais – Considerações 
Epistemológicas. Ver. Bras. Cienc. Esporte, Campinas, v.26, n.2, p.163-177, jan. 2005. 
JARDINI, E. A.; MOREIRA, D. A.; RouterServer: Agente Roteador Paralelo de Células 
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http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=brasil-quer-produzir-silicio-
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