En una de mis clases, repasamos la litografía, pero sobre todo el lado óptico de las cosas (el límite de difracción, la inmersión en líquido para aumentar el ángulo de incidencia, etc.).
Un punto que nunca se cubrió es cómo la luz en realidad dopa el silicio y crea un transistor. He tratado de tropezar en la red, pero cada artículo está muy por encima de mi cabeza o es demasiado vago.
En resumen, ¿cómo un haz de luz enfocado dirigido a un compuesto como el silicio conduce a un transistor "impreso", a falta de un término mejor?
Hay varios pasos, pero el proceso básico es usar una fotoprotección.
Al comienzo de un paso del proceso, se "gira" una fotoprotección sobre la oblea. Es algo muy literal, hacen girar la oblea mientras gotean el polímero sobre la superficie que se extiende en una capa delgada de espesor preciso. Esto se cura y luego se coloca en una máquina fotolitográfica, que proyecta una imagen en la oblea que deja imágenes latentes en Photoresist (AKA PR).
Se desarrolla el PR (algunas resistencias son negativas y otras positivas, lo que significa que las áreas expuestas permanecen o las áreas expuestas se eliminan). el proceso de desarrollo elimina las partes del PR que deben eliminarse dejando el patrón deseado.
El PR puede definir áreas que se graban (eliminan) o ventanas a través de las cuales se implantan iones. La implantación es el proceso mediante el cual se dopa el Si.
Una vez que se implanta el área, se elimina el PR restante y la oblea se trata térmicamente para recocer el daño del implante.
Entre los pasos de litografía se encuentran las deposiciones, los crecimientos, los grabados, los baños húmedos, los tratamientos con plasma, etc.
Para profundizar en el paso de proyección (imagen):
El diseño original de un microchip se "dibuja" por algún otro medio (por ejemplo, microscopía electrónica) en una placa de vidrio llamada retícula . La retícula se refleja en la fotoprotección con reducción (por ejemplo, reducción de 4 veces en máquinas ASML), lo que produce estructuras diminutas. Si bien todos los pasos en la fabricación de un chip son importantes, este paso de creación de imágenes es fundamental para definir la calidad y el tamaño de la característica del chip final, y también en términos de su complejidad y costo.
Cuando se menciona la tecnología con nanómetros, se trata de la dimensión crítica (tamaño de característica más pequeño) creada en este paso (siempre que pueda "procesarse" químicamente). Actualmente es de alrededor de 20 nm (en comparación con la longitud de onda de la luz visible de 500 nm y al diámetro atómico de silicio de 0,2 nm). Por lo general, cuanto más pequeña es la dimensión crítica, más rápido y más eficiente energéticamente es el chip.
Las máquinas de fotolitografía actuales utilizan luz DUV (ultravioleta profundo) de 193 nm de longitud de onda. Las máquinas de próxima generación se basarán en luz EUV (ultravioleta extremo) con una longitud de onda de 13,5 nm y utilizarán óptica pura basada en espejos en el vacío (porque el vidrio e incluso el aire absorben la luz EUV).
Esta página web (enlace robado de una respuesta a esta pregunta ) muestra los diferentes pasos para crear un transistor en una oblea. Muy bien explicado con ilustraciones claras.
Creo que lo que te falta es que la luz no se usa directamente para dopar el silicio, se usa para hacer una máscara que protege la parte del silicio que no se tiene que dopar. El dopaje en sí se realiza exponiendo la parte desprotegida a un gas que se difunde en el silicio.