¿Por qué las tarjetas están hechas de silicio?

Asunto: ¿Por qué las tarjetas están hechas de silicio?
Nombre: DIANA LAURA
Origen: México
Fecha: 07-06-2023 00:00

Pregunta o consulta del visitante:

Porque las tarjetas están hechas de silicio


Respuesta de ALEGSA.com.ar:

Las tarjetas usadas en computadoras y dispositivos electrónicos son básicamente circuitos integrados. Su fabricación es un proceso complejo en el que intervienen numerosas etapas de fotolitografía y procesado químico, durante las cuales los circuitos se generan sobre una oblea hecha de materiales puramente semiconductores.

Un material semiconductor es un elemento que puede comportarse como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

Para la fabricación de tarjetas se emplea mayormente el silicio por ser abundante y barato, aunque también se utilizan semiconductores compuestos para aplicaciones específicas, como el arseniuro de galio.

El silicio es un elemento semimetálico en estado natural sólido, el segundo más abundante en la tierra. Se obtiene después de un proceso de calentamiento de sílice con un agente reductor. Es utilizado en el campo de la informática y la electrónica. Fue aislado y descrito por primera vez en 1824 por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius.

Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores

El silicio además es muy maleable, permite ser refinado empleando técnicas de purificación y crecimiento de cristales.

Este elemento químico también exhibe propiedades físicas apropiadas para la fabricación de dispositivos activos con buenas características eléctricas, además es fácil de oxidar para formar un excelente aislante como el dióxido de silicio (SiO2). Este óxido es útil para construir condensadores y dispositivos MOSFET.

También sirve como barrera de protección contra la difusión de impurezas indeseables hacia el mineral adyacente de silicio de alta pureza. Esta propiedad de protección del óxido de silicio permite que sus propiedades eléctricas sean fáciles de modificar en áreas predefinidas. Por consiguiente, se pueden construir elementos activos y pasivos en la misma pieza material (o sustrato). Entonces los componentes pueden interconectarse con capas de metal (similares a las que se utilizan en las tarjetas de circuito impreso) para formar el llamado circuito integrado monolítico, que es en esencia una pieza única de metal.

Por esta razón se conoce como Silicon Valley (Valle del Silicio) a la región de California en la que concentran numerosas empresas del sector de la electrónica y la informática.

Además del silicio, otros materiales semiconductores compuestos utilizados en la fabricación de tarjetas son el arseniuro de indio y galio (InGaAs), el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN).

El proceso de fabricación de tarjetas de circuitos integrados comienza con una oblea de silicio dopada con impurezas controladas para lograr la conductividad eléctrica deseada. Luego se aplican capas de óxido de silicio y nitruro de silicio como aislante y dieléctrico, así como capas de metal como conductores.

La tecnología utilizada en la fabricación de tarjetas de circuitos integrados ha avanzado considerablemente a lo largo de los años en términos de densidad de transistor y velocidad de procesamiento. Actualmente, los procesos de fabricación pueden lograr transistores de tamaño nanométrico, permitiendo la creación de circuitos integrados de alta capacidad y rendimiento.

En resumen, el uso del silicio en la fabricación de tarjetas de circuitos integrados se debe a su abundancia, maleabilidad y propiedades semiconductoras y dieléctricas. La tecnología ha avanzado considerablemente y sigue evolucionando, permitiendo la creación de dispositivos electrónicos cada vez más compactos y potentes.

1. ¿Cuál es la propiedad del silicio que lo hace adecuado para ser utilizado en tarjetas?

El silicio es un semiconductor que permite el control de la corriente eléctrica, lo que lo convierte en un material ideal para la fabricación de circuitos electrónicos.

2. ¿Cómo se produce el proceso de fabricación de una tarjeta de silicio?

Se parte de una oblea de silicio, en la que se va creando, mediante diferentes procesos y capas de materiales, el circuito integrado que conforma la tarjeta.

3. ¿Existen otros materiales que puedan sustituir al silicio en la fabricación de tarjetas?

Sí, existen otros materiales como el germanio, el arseniuro de galio o el carburo de silicio, sin embargo el silicio sigue siendo el material más utilizado en la actualidad.

4. ¿Por qué la calidad del silicio es importante en la fabricación de tarjetas?

La calidad del silicio influye en la capacidad del material para conducir la electricidad y en la fiabilidad y durabilidad de la tarjeta, por lo que es esencial utilizar silicio de alta pureza y calidad en su fabricación.