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El vidrio conlleva ventajas por su estabilidad térmica, densidad de interconexión, planitud e integridad estructural
Buenos Aires-(Nomyc)-El silicio es desde hace décadas el elemento químico más utilizado en la puesta a punto de sustratos, aunque hay otras opciones y los sustratos de carburo de silicio policristalino se diferencian de los de Silicio en algunos parámetros clave que condicionan el rendimiento eléctrico de los semiconductores, como la brecha energética o banda prohibida llamada “Dandgap Energy”, la velocidad de saturación o el índice de conductividad térmica y también se desmarcan en la movilidad de los electrones, lo que permite su diferencia de rendimiento eléctrico y la idoneidad del carburo de silicio para la electrónica de alta potencia.
No obstante, los sustratos que parecen tener más potencial a corto y medio plazo en el ámbito de los semiconductores que producen TSMC, Intel y Samsung son los de vidrio, ya que este material tiene ventajas frente al Silicio en relación a su estabilidad térmica, densidad de interconexión, planitud e integridad estructural e incuso, Intel lleva una década trabajando en ellos, lo que, según esta compañía, ya le permite afrontar la producción a gran escala de este tipo de sustratos.
El futuro de los circuitos integrados pasa sí o sí por los sustratos de vidrio: el sustrato es el auténtico protagonista de este cambio, por lo que merece la pena repasar de qué se trata con cierta precisión para no confundirlo con las obleas y este elemento es el soporte físico sobre el que se fabrican los circuitos electrónicos, por lo que se trata de un material sólido que habitualmente tiene propiedades semiconductoras y que garantiza la integridad estructural del circuito y sobre él, suelen depositarse capas adicionales de otros materiales semiconductores o dieléctricos.
Aunque están muy relacionados, el Sustrato y la Obleano, son exactamente lo mismo y esta última es una lámina circular de material semiconductor de alta pureza, habitualmente silicio monocristalino o policristalino, que se utiliza como base para fabricar semiconductores.
Sobre ella, se llevan a cabo algunos procesos de fabricación muy importantes, como el dopado, la deposición de películas, la litografía o el grabado, aunque el Sustrato, sin embargo, tiene un rol más amplio ya que puede no estar fabricado en material semiconductor y ante todo ejerce como un soporte mecánico.
La idea más importante que merece la pena que no pasemos por alto es que la oblea es el material inicial, ya que una vez que ha sido dopada, pulida o empleada para provocar el crecimiento de capas epitaxiales, se transforma en el sustrato sobre el que va a ser posible producir un circuito integrado.
Desafíos: uno de los principales retos consiste en implementar conexiones verticales dentro del núcleo de vidrio, que permitan transmitir tanto señales de datos como energía y AMD presentó una patente en la que, a grandes rasgos, resuelve esta necesidad empleando perforación láser, grabado húmedo y autoensamblaje magnético.
Otro desafío es encontrar la forma de implementar las capas de material que permiten distribuir las señales y la energía entre el chip y los componentes externos mediante conexiones de alta densidad.
Sea como sea, TSMC, Intel, Samsung y AMD desarrollan sus propios sustratos de vidrio e incluso NVIDIA pedió a TSMC que retome la puesta a punto de los sustratos de vidrio, por lo que resulta razonable prever que esta tecnología estará disponible comercialmente mucho antes de que concluya esta década.
Nomyc-28-11-24
