Oblea (electrónica)

Enmicroelectrónica, unaobleaoláminaes una placa fina de un material semiconductor, por ejemplo elsilicio, con la que construyen microcircuitos mediante técnicas dedopado(por ejemplo, difusión oimplantación de iones), grabado químico ydeposiciónde varios materiales. Las obleas tienen, de esta manera, una importancia clave en lafabricaciónde dispositivossemiconductorestales como loscircuitos integradoso lascélulas solares.
Se fabrican diferentes tamaños que abarcan desde 1 pulgada (25,4 mm) hasta 11,8 pulgadas (300 mm) y calibres delorden demedio milímetro. Generalmente se obtienen mediante el corte de grandes cilindros de material semiconductor utilizandodiscos de diamantepara después serpulidaspor una de sus caras.
En las obleas por debajo de 200 mm normalmente se indican los planoscristalográficosde alta simetría mientras que en las antiguas (aquellas condiámetroinferior a 100 mm) se indican la orientación de la oblea y el tipo de dopado (ver ilustración). Las obleas modernas cuentan con una muesca para referir esta información, evitando así el desperdicio de material[1].
La orientación es importante en tanto en cuanto muchas de las propiedades electrónicas y estructurales de los cristales simples son altamenteanisotrópicas. Por ejemplo, la formación de planos definidos en los cristales en las obleas solamente sucede en algunas direcciones concretas. Grabando las obleas en dichas direcciones facilita su posterior división en chips individuales de modo que los miles de millones deelementosde una oblea media pueden ser separados en multitud de circuitos individuales.
A partir de las obleas se inicia elestampadoen superficie de loscircuitos integradosmediantefotolitografía,nanolitografíay otras técnicas.
El testeo de las obleas tiene lugar durante la fabricación de los dispositivos semiconductores. En este paso, realizado antes de la división de la oblea, se prueban todos loscircuitos integradosindividuales presentes en ella para comprobar que no haya errores funcionales. Estas pruebas son llevadas a cabo por un dispositivo especial llamadoprobador de obleasowafer prober, siendo las más comunes: Wafer Sort (WS), Wafer Final Test (WFT), Electronic Die Sort (EDS) y Circuit Probe (CP).
Cuando un chip concreto supera todos estos patrones de prueba, se almacena su posición en la oblea para su uso posterior durante la fase de encapsulación. A veces un chip cuenta con recursos internos de repuesto disponibles para una eventual reparación (por ejemplo, los CI dedicados amemoria flash). Si un chip no supera las pruebas, pueden utilizarse estas partes; sin embargo, si no es posible aplicar la redundancia de componentes o ésta no soluciona el problema, el chip es considerado defectuoso y se descarta. Los circuitos no válidos suelen marcarse con una pequeña gota de tinta en el centro, así como en un archivo que funciona como mapa de la oblea llamadowafermapdonde se clasifican los chips como válidos o no. Este archivo es enviado entonces a la zona de ensamblado de chips, donde solamente toman aquellos circuitos marcados como adecuados.
En algunos casos muy específicos, un chip que pasa solamente algunas de las pruebas puede ser utilizado igualmente, pero con ciertas limitaciones. El ejemplo más común de ello es unmicroprocesadoren el cual solamente una parte de lacachéintegrada funciona. En ese caso, el procesador puede que sea vendido como componente de bajo coste al contar con menos memoria y por tanto, proporcionar un menor rendimiento. Por otra parte, una vez que los chips defectuosos han sido identificados, éstos pueden ser empleados por el personal de la cadena de producción para pruebas del sistema de ensamblado.
Los contenidos de todos los patrones de prueba y la secuencia en que son aplicados a un circuito integrado forman parte de lo que se conoce como programa de prueba.
Una vez empaquetados, los chips serán comprobados de nuevo durante la fase de prueba del circuito integrado, normalmente con patrones iguales o muy similares a los anteriores. Por este motivo, puede pensarse que la comprobación de las obleas resulta innecesaria y redundante. En realidad no es así, ya que la retirada de los chips defectuosos supone un importante ahorro al no empaquetar en la siguiente fase dispositivos defectuosos. Sin embargo, en caso de que las pruebas de las obleas resulten más caras que el empaquetado de los dispositivos defectuosos puede saltarse el primer paso, pasando todos los chips a la fase de ensamblado.
Adaptación de[2]