TECNOLOGÍA: Electrónica: Materiales y componentes semiconductores - 6ª parte
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Tecnología

ELECTRÓNICA

Materiales y componentes semiconductores - 6ª parte


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La fabricación de semiconductores (continuación)

o fue hasta la aparición del proceso planar, desarrollado por la Fairchild, cuando se empezó a fabricar transistores de una forma más controlada. Este proceso parte de una oblea de silicio sin dopar. Sobre ella se crea una capa de dióxido de silicio aislante. A continuación y por métodos fotográficos de precisión se abren ventanas en la capa de dióxido de silicio.

Se cubre la oblea con un compuesto fotoresistivo, a continuación se coloca encima una máscara fotográfica con la forma deseada y se ilumina. El siguiente paso consiste en lavar la oblea con compuestos corrosivos. En las partes que han sido iluminadas, el dióxido de silicio se elimina, dejando visible el cristal de silicio.

En cambio las partes que han permanecido tapadas, el dióxido de silicio permanece. Una vez establecidas estas ventanas en la oblea, se la somete a calentamiento en una atmósfera en la que hay átomos del material dopante. Gracias al calentamiento, estos átomos se mezclan en el cristal y lo dopan, pero sólo en las zonas que no están recubiertas de dióxido de silicio. A continuación se construye de nuevo una capa de dióxido de silicio y se vuelve a realizar todo el proceso, pero en este caso con otra sustancia dopante.

Cuando se han realizado todos los procesos, se abren de nuevo ventanas en el dióxido de silicio y se deposita una capa de metal evaporado por las zonas que tengan contactos con el exterior. Sobre este metal se suelda finalmente el hilo metálico que unirá el dispositivo al exterior.

Este mismo proceso se emplea para realizar transistores y circuitos integrados. En el caso de estos últimos, se construyen en primer lugar todos los transistores individuales que formarán el circuito. Al depositar la capa de metal evaporado, además de los contactos, se crean pistas que unen los diversos componentes internos entre sí.

Laboratorio de manufacturado de semiconductores
Laboratorio de manufacturado de semiconductores

Avances en semiconductores

Introducción

Pese a haber alcanzado ya niveles que eran inimaginables hace pocos años, los ingenieros siguen buscando caminos para obtener productos más rápidos y pequeños. Algunas de estas investigaciones ya se han orientado a campos apartados de los semiconductores, como son los materiales ópticos, pero otras buscan mejorar las técnicas existentes en su fabricación.

Es de destacar que la mayoría de las investigaciones se centran en el área de los circuitos digitales. La electrónica digital, usada inicialmente sólo para los ordenadores, está sustituyendo rápidamente a los dispositivos analógicos en multitud de campos. Los circuitos digitales han demostrado ser más fáciles de fabricar y de emplear, careciendo de muchos de los problemas de sus equivalentes analógicos. Pero también tienen un inconveniente: son más lentos.

Miniaturización

La necesidad de reducir el tamaño de los circuitos es la principal motivación de esta investigación. Los ejércitos son los principales necesitados de componentes más pequeños, pero no los únicos. La industria, sobre todo en el campo de los ordenadores, produce circuitos cada vez más complicados que necesitan introducir mayor número de componentes en el mismo espacio. Un ejemplo claro son las memorias de ordenador.

Tarjetas de memoria RAM de ordenador
Tarjetas de memoria RAM de ordenador

Inicialmente estas memorias se hacían con núcleos de ferrita, pero las memorias de semiconductor, mucho más baratas y pequeñas, las han sustituido totalmente en el mercado. El modelo más común de memoria de semiconductor es la llamada RAM dinámica (RAM significa random access memory). Es una memoria en la que el ordenador puede escribir y leer y que mantiene los datos durante un tiempo limitado, normalmente algunos milisegundos. Existen otras memorias, las ROM (read only memory), que vienen programadas de fábrica, y que sólo se pueden leer.

Los ordenadores disponen de un circuito, llamado de refresco que cada poco tiempo lee el dato almacenado y lo vuelve a introducir en la memoria para que dure hasta el siguiente refresco. En estas RAM, cada número binario almacenado emplea un transistor.

La primera memoria que se comercializó fue la de 1 kilobyte (kb), en 1970 (1 kilobyte, son 1024 bytes. La razón de los 24 bytes por encima de 1000, es que 1024 es una potencia de dos, y los ordenadores trabajan en potencias de dos, por lo que les es más fácil manejar memorias de 1024 bytes que no de 1000 bytes).

El siguiente modelo que apareció fue el de 4 Kilobytes, en 1973. En dos años se había duplicado la capacidad de la memoria. Las RAM dinámicas de 16 Kilobytes hicieron su aparición comercial en 1976 y las de 64 Kilobytes en 1980. En 1983 aparecen las RAMS de 256 Kilobytes, y en 1986 la de un Megabyte. En la actualidad estos valores han sido ampliamente superados, y las memoria RAM ya se mide en millones de Megabytes (Gigabytes).

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