Entegre devreler nasıl

Entegre devrelerin ortaya çıkması, elektronik ve bilişim sektöründe gerçek bir teknolojik devrim yarattı. Sadece birkaç on yıl önce, basit elektronik hesaplamalar için, birkaç odayı ve hatta tüm binaları işgal eden büyük tüp bilgisayarlar kullanıldı.

Bu bilgisayarlar, çalışmaları için muazzam elektrik güçleri ve özel soğutma sistemleri gerektiren binlerce elektronik lamba içeriyordu. Bugün, yerini entegre devrelerdeki bilgisayarlar alıyor.

Aslında, bir entegre devre, bir substrat üzerine yerleştirilen ve minyatür bir kutuda paketlenmiş birçok mikroskopik boyutlu yarı iletken bileşenin bir araya getirilmesidir.

Bir insan çivisinin büyüklüğündeki modern bir çip, eski günlerde yerleşimleri için oldukça büyük bir hangar alanı gerektirecek birkaç milyon diyot, transistör, direnç, bağlantı iletkenleri ve diğer bileşenleri içerebilir.

Örnekler için çok ileri gitmenize gerek yok, örneğin i7 işlemci, 3 santimetreden daha az bir alanda üç milyardan fazla transistör içeriyor! Ve bu sınır değil.

Daha sonra, cips oluşturma sürecinin temelini ele alacağız. Mikro devre litografi ile düzlemsel (yüzey) teknolojisine göre oluşturulur. Bu, silikon bir substrat üzerindeki bir yarı iletkenden büyüdüğü anlamına gelir.

İlk adım, elmas kaplı bir disk kullanılarak silindirik bir iş parçasından kesilerek silikon tek bir kristalden elde edilen ince bir silikon gofret hazırlamaktır. Plaka, kontaminasyonu ve tozu önlemek için özel koşullar altında cilalanır.

Bundan sonra, plaka oksitlenir - yüzeyinde gerekli sayıda mikron kalınlığına sahip dayanıklı bir dielektrik silikon dioksit tabakası elde etmek için yaklaşık 1000 ° C'lik bir sıcaklıkta oksijene maruz bırakılır. Bu şekilde elde edilen oksit tabakasının kalınlığı, oksijene maruz kalma süresine ve ayrıca oksidasyon sırasında substratın sıcaklığına bağlıdır.

Daha sonra, silikon dioksit tabakasına bir fotorezist uygulanır - ışınlamadan sonra belirli bir kimyasal maddede çözünen ışığa duyarlı bir kompozisyon. Fotoreziste bir şablon yerleştirilir - şeffaf ve opak alanlara sahip bir fotoğraf maskesi. Ardından, üzerine uygulanan bir fotorezist olan bir plaka ortaya çıkar - bir ultraviyole radyasyon kaynağı ile aydınlatılır.

Maruz kalmanın bir sonucu olarak, fotorezenin şeffaf kısmının altındaki fotorezistin o kısmı kimyasal özelliklerini değiştirir ve şimdi plazma veya başka bir yöntem kullanarak özel kimyasallarla altındaki silikon dioksit ile birlikte kolayca çıkarılabilir - buna dağlama denir. Aşındırma sonunda, plakanın korunmasız (aydınlatılmış) yerleri, maruz kalan fotorezistten ve daha sonra silikon dioksitten temizlenir.

Silikon dioksitin kaldığı substratın bölümlerinin aydınlatılmamış fotorezistinden aşındırma ve saflaştırmadan sonra epitaksiye başlarlar - bir silikon gofret üzerine bir atom kalınlığında istenen maddenin katmanlarını uygularlar. Bu tür katmanlar gerektiği kadar uygulanabilir. Daha sonra, plaka ısıtılır ve p ve n-bölgelerini elde etmek için belirli maddelerin iyonlarının difüzyonu gerçekleştirilir. Alıcı olarak bor, donör olarak arsenik ve fosfor kullanılır.

İşlemin sonunda, önceki aşamalarda alt tabaka üzerinde yetiştirilen transistörler, diyotlar, dirençler için bağlantı iletkenleri olarak işlev görecek ince iletken filmler elde etmek için alüminyum, nikel veya altın ile metalleştirme gerçekleştirilir.Aynı şekilde, mikro devreyi baskılı devre kartına monte etmek için pedler çıkar.

Ayrıca bakınız: Efsanevi Analog Cipsler