¿Cómo se aíslan los transistores dentro de una CPU?

Todos los transistores están distribuidos en 2 dimensiones en un sustrato de silicio y no están realmente en peligro de cortocircuito, siempre que las reglas de diseño tengan un margen suficiente para que los defectos no causen cortocircuitos (más allá de un punto aceptable). Las capas de metal que conectan los transistores se agregan en la parte superior del sustrato.

El metal se agrega a una capa aislante que tiene agujeros tallados que sirven como moldes. Piense en un molde para panecillos con hoyuelos donde se vierte la masa. A menudo ve imágenes de circuitos integrados (chips) donde verá que estas interconexiones metálicas se suspenden como si fueran postes telefónicos en una calle, pero estas fotos y muestras de chips son solo para demostración. En un chip de trabajo, todas estas capas están aisladas entre sí porque cada pieza de metal está suspendida en el material aislante de su capa.

Los metales están conectados a las fuentes, desagües y puertas a través de Vias que conectan las líneas de interconexión de metal vertidas horizontalmente. Las vías se conectan entre capas y las capas metálicas se conectan a otras vías. Es posible que pueda imaginar que Vias es como una barra de refuerzo dentro de formas de concreto, donde el concreto es como el material de la capa aislante. Las capas de suspensión son a menudo un tipo de dieléctrico que sirve como un aislante muy fuerte para el volumen dado.

Los métodos y materiales modernos son secretos comerciales y, como resultado, es poco probable que encuentre muchos detalles. Pero los métodos más antiguos que tienen ~ 15 años están disponibles públicamente, particularmente procesos de 180 nm y más grandes.

Uniones con polarización inversa y capas de óxido de silicio, según recuerdo.

Pasos para la fabricación de circuitos integrados

Están grabados en su lugar y son parte del sustrato. Simplemente no se tocan.