Slide 0 História e evolução

Prévia do material em texto

S L I D E 0
D R N I E L S E N C . D A M A S C E N O
Concepção de Circuitos 
Integrados
Válvulas a vácuo;
ENIAC (1945) – 17 468 válvulas;
Transistor
Mais potência, mais confiabilidade e 
menores tamanho e consumo de 
energia;
Circuito Integrado: transistores, diodos 
e resistores em um único pedaço de 
wafer de Silício(semicondutor), o 
chip;
Microchip
Tecnologia: Circuito Integrado 
em escala muito grande;
Centenas de milhares de milhões de circuitos por 
chip;
Um único chip por ter tamanho de uma unha;
Hardware com microprocessador, este consiste uma 
CPU completa em um único chip de silício;
9CONCEPÇÃO
9PROJETO
9FABRICAÇÃO
9ENCAPSULAMENTO
9TESTE
É a análise do problema e captura dos requisitos 
do cliente. 
Ao final desta etapa será produzido um 
documento de especificação do CI.
¾Viabilidade técnica:
Pessoal capacitado;
Equipamentos específicos;
¾Viabilidade econômica:
Custos;
Mercado consumidor;
Concorrência; 
¾Metodologia de projeto de produtos eletrônicos.
Projeção dos componentes, suas interligações e suas 
respectivas posições dentro do CI.
Determina a funcionalidade do hardware.
Totalmente eletrônico, realizado em softwares.
¾Extraído da areia, granito e argila.
¾Encontrado em abundancia no Vale do Silício 
(Califórnia - EUA), onde estão as sedes da AMD,Intel, 
NVIDIA e outras.
z Wafer:
Matéria Prima: Silício (99,999% puro)
PROCESSO DE CZOCHRALSKI
Barra de silício
Chips são construídos 
em cima desta 
superfície limpa.
Wafer Polido
Cristal de Silício 
(lingote)
Sala Limpa:
Necessita-se de um grau 
de pureza no mínimo 
Classe 100, em casos mais 
rigorosos Classe 1.
São classificadas de 
acordo com a pureza do ar.
Exige um alto grau de 
pureza já que qualquer 
partícula pode danificar o 
funcionamento do chip.
Lâmina de silício monocristalino (substrato). 
Substrato P – dopado com Boro.
-Uma camada de dióxido de silício (SiO2)
- Dióxido de silício é um ótimo isolante
OXIDAÇÃO TÉRMICA
- Aplicação da substância fotossensível – Fotoresiste Positivo
- Lâmina gira a 3000 rpm, para ficar uniforme o fotoresiste
- A Lâmina é exposta a luz UV (Ultra Violeta), em um 
equipamento chamado “strepper”.
FOTOGRAVAÇÃO
Litografia Óptica:
z Similar a Fotografia ( Uso da luz para transferir
imagem a um substrato)
zExistem diversas variações da Litografia como:
EUVL (Espelhos) e EUV(Lentes).
zQuanto mais curto o comprimento de onda mais 
transistores podem ser gravados.
zAs máscaras hoje são produzidas por meio de 
linguagens de programação(HDL) como VHDL e 
Virelog ( mais usadas atualmente).
zHoje ocorre a busca de novas formas para 
conseguir maior número de transistores em um 
único pra aumentar seu desempenho.
- Realizada por meio de um acelerador de partículas.
- Limpeza mais altas temperaturas
-Formação da região N
IMPLANTAÇÃO IÔNICA (DOPAGEM)
zEtapas da Fabricação:
Oxidação
Fotolitografia
Corrosão
Dopagem
Este ciclo repete várias 
vezes em função do 
número de camadas e de 
processos intermediários 
- Nova camada de dióxido de silício
OXIDAÇÃO TÉRMICA
- Regiões ativas onde serão criados os transistores
- Ocorre o mesmo processo de Fotogravação
FORMAÇÃO DAS REGIÕES ATIVAS
- Formação de uma camada de dióxido de silício fina nas 
regiões ativas.
OXIDAÇÃO TÉRMICA
- Obtido por meio do gás Silana (SiH4) + POCI3 ou PH3
- Temperatura: 600ºC
- Material de Porta
DEPOSIÇÃO DE POLISILÍCIO
- Define a área de região de porta.
- Define as regiões onde serão as Fontes e Drenos dos 
transistores. (Regiões ativas).
FOTOGRAVAÇÃO DO POLISILÍCIO
- Regiões onde serão implantadas uma alta dose de 
Arsêrnio.
FOTOGRAVAÇÃO REGIÕES FONTE E DRENO N+
- Remoção total do fotoresiste.
- Difusão a alta temperatura.
IMPLANTAÇÃO IÔNICA DE FÓSFORO E ARSÊNIO
- Implantado na região P+ no poço N.
IMPLANTAÇÃO IÔNICA DO BORO
DIFUSÃO DO BORO EM ALTAS TEMPERATURAS
OXIDAÇÃO TÉRMICA E FOTOGRAVAÇÃO
-Fotogravação
- as regiões serão conectadas
DEPOSIÇÃO DE ALUMÍNIO
-Melhora a uniformidade da superfície
- Condutividade elétrica
CARACTERIZAÇÕES ELÉTRICAS DOS DISPOSITIVOS
O encapsulamento é a fase correspondente ao 
artefato que dá forma física aos chips. 
¾Plástico ou cerâmica
¾Contatos elétricos do circuito 
integrado sejam conectados aos 
da placa de circuito.
TIPOS DE ENCAPSULAMENTO:
DIP (Dual In-line Package): um dos primeiros tipos de 
encapsulamento.
SOJ (Small Outline J-Lead): esse encapsulamento 
recebe este nome porque seus terminais de contato 
lembram a letra 'J'. 
TSOP (Thin Small Outline Package): tipo de 
encapsulamento cuja espessura é bastante 
reduzida em relação aos padrões citados 
anteriormente (cerca de 1/3 menor que o 
SOJ). Há uma variação desse 
encapsulamento chamado STSOP (Shrink
Thin Small Outline Package) que é ainda 
mais fino;
Protótipo: através de fábricas parceiras o CI é 
produzido em escala de protótipo para testes e 
validação.
Realizados por máquinas de testes, cada uma 
programada de acordo com a velocidade e 
temporizações que o fabricante deseja testar os 
chips.
Caracterização e testes: uma vez produzidos, os 
protótipos passam por um processo de 
caracterização das suas propriedades 
eletromagnéticas e por uma bateria de testes;
Teste de campo: DH realiza junto com o cliente o 
teste de campo do protótipo do CI projetado no 
contexto da aplicação alvo.
CESAR
MANAUS
USP
CENPRA
CEITEC