Microfabricación explicada: Fabricación a pequeña escala para tecnologías avanzadas

Cuando piensas en fabricación, probablemente imaginas fábricas de automóviles produciendo grandes vehículos listos para conducir. Aunque este es ciertamente un segmento de la industria manufacturera, hay otros procesos realizados en un nivel mucho más pequeño. La microfabricación, por ejemplo, se refiere específicamente al proceso de fabricar estructuras pequeñas a escala de micrómetro o menor. Se usa en una amplia gama de segmentos de fabricación, incluyendo circuitos integrados, semiconductores, dispositivos microfluídicos, celdas de paneles solares, pantallas planas, sensores, celdas de combustible y más.

Para poner en perspectiva el tamaño de la microfabricación, un micrómetro es el equivalente a una millonésima de metro, o una milésima de milímetro. Esta medición se usa comúnmente para longitudes de onda de luz infrarroja, células biológicas y procesos de fabricación en relación con la microfabricación. Debido a sus mediciones excepcionalmente pequeñas, ciertas herramientas de alta tecnología deben usarse al realizar trabajos de microfabricación.

Es importante notar que la microfabricación es un término general usado para describir todos los procesos de fabricación que involucran estructuras pequeñas a escala de micrómetro o menor. Otros términos comúnmente usados para describir estos procesos incluyen micromecanizado, procesamiento de semiconductores, fabricación microelectrónica, etc.

La microfabricación es un proceso de fabricación relativamente nuevo que se creó recientemente dentro de la industria microelectrónica. Las empresas esencialmente redujeron procesos de mecanizado tradicionales como el mecanizado por electroerosión para crear microfabricación.

Entonces, ¿cómo se crean los microdispositivos? El proceso exacto varía dependiendo de innumerables factores, incluyendo la empresa que lo fabrica, las herramientas a las que los trabajadores tienen acceso, especificaciones deseadas y más. Dicho esto, un microdispositivo típico se crea primero depositando una película y luego patronando la película con varias microcaracterísticas. Luego, la empresa puede grabar porciones de la capa superior de la película.

La película delgada juega un papel clave en la microfabricación. Los productos microfabricados se crean típicamente usando múltiples películas delgadas. Para dispositivos electrónicos, estas películas pueden contener metales conductores que permiten el flujo de electricidad. Los dispositivos ópticos, por otro lado, pueden presentar películas reflectantes o transparentes para mejorar la visibilidad y claridad. Y los dispositivos médicos pueden tener películas químicas para inhibir el crecimiento microbiano.

La microfabricación no es un proceso rápido o fácil en absoluto. Los informes indican que un chip de memoria típico requiere aproximadamente 30 litografías, 10 oxidaciones, 20 grabados y 10 pasos de dopaje para fabricar. Las empresas a menudo miden la dificultad de fabricar un producto usando conteo de máscaras, que se refiere al número de capas de patrones diferentes en el producto final. Si un producto tiene 120 capas diferentes, también tiene un conteo de máscaras de 120.