Entegre Devre İmalatına Neler Dahil?

Entegre devre üretimi, transistörler, kapasitörler dahil olmak üzere çeşitli devre bileşenlerinin işlevselliğini oluşturmak için atomik seviyede kimyasal olarak değiştirilebilen, genellikle silikondan yapılan bir substrat tabakasının üzerine çok ince yüzeyli yarı iletken malzeme tabakaları oluşturma işlemini içerir. dirençler ve diyotlar. Dirençlerin, transistörlerin ve daha fazlasının ayrı bileşenlerinin karmaşık devre oluşturmak için bir bağlantı ekmeğine elle tutturulduğu önceki devre tasarımlarına göre bir ilerlemedir. Entegre bir devre üretimi işlemi, bir mikroçip fabrikasyon tesisinde çeşitli fotoğraf litografi ve dağlama işlemleriyle, 2011 yılı itibariyle birkaç santimetrekarelik bir alanda milyarlarca tanesi oluşturulabilecek kadar küçük bileşenlerle çalışır.

Entegre bir devre veya IC yongası, kelimenin tam anlamıyla, tüm devre bileşenlerinin tek bir üretim işleminde birbirine bağlandığı bir yarı iletken malzeme tabakasıdır, böylece tüm bileşenlerin artık tek tek üretilmeleri ve daha sonra monte edilmeleri gerekmez. Mikroçip entegre devrenin ilk şekli 1959'da üretildi ve birkaç düzine elektronik bileşenin kaba bir montajıydı. Bununla birlikte, entegre devre üretiminin karmaşıklığı, 1960'larda IC çiplerinde yüzlerce bileşen ve ilk gerçek mikroişlemci oluşturulduğunda 1969'da binlerce bileşenle birlikte katlanarak arttı. 2011 yılı itibariyle elektronik devrelerde, milyonlarca transistör, kondansatör ve diğer elektronik bileşenleri tutabilen birkaç santimetre uzunluğunda IC çipleri vardır. Bilgisayar sistemleri ve çoğunlukla transistör içeren bellek modülleri için mikroişlemciler 2011'den beri en karmaşık IC yongalarıdır ve santimetrekarede milyarlarca bileşene sahip olabilir.

Entegre devre imalatındaki bileşenler çok küçük olduğundan, onları yaratmanın tek etkili yolu, gofret yüzeyinde ışığa maruz kalmadan reaksiyonları içeren kimyasal bir aşındırma işlemlerini kullanmaktır. Devre için bir maske veya desen tipi oluşturulur ve ışık, ince bir fotorezist materyali tabakası ile kaplanmış gofret yüzeyine parlatılır. Bu maske, modellerin katılaşması için yüksek sıcaklıkta pişirilen gofret fotorezistine desenlerin kazınmasına izin verir. Fotorezist materyal daha sonra fotorezist materyalin pozitif veya negatif bir kimyasal reaktif olmasına bağlı olarak ışınlanmış bölgeyi veya yüzeyin maskelenmiş bölgesini gideren çözünen bir çözeltiye maruz bırakılır. Geride kalan, kullanılan ışığın dalga boyunda, ultraviyole ışık ya da x-ışınları olabilen ince bir ara katman bileşenleridir.

Maskeleme işleminden sonra, bütünleşik devre üretimi, silikonun dopingini veya genellikle fosfor veya bor atomlarının ayrı ayrı atomlarının implantasyonunu, kristal üzerinde yerel bölgelere pozitif veya negatif bir elektrik yükü veren malzemenin yüzeyine yerleştirmeyi içerir. Bu yüklü bölgeler P ve N bölgeleri olarak bilinir ve buluştukları yerde, PN kavşağı olarak bilinen evrensel bir elektrik bileşeni oluşturmak için bir iletim kavşağı oluştururlar. Bu kavşaklar, çoğu PN için yaklaşık 100 - 100 nanometre genişliğinde olan bir kırmızı kan hücresinin büyüklüğü ile ilgili kavşak yapan çoğu entegre devre için 2011 yılı itibariyle yaklaşık 1.000 ila 100 nanometredir. PN kavşakları yaratma işlemi, çeşitli elektriksel özellikler sergileyecek şekilde kimyasal olarak düzenlenir ve kavşağın bir transistör, direnç, kapasitör veya diyot görevi görmesini sağlar.

Entegre devrelerdeki komponentler arasındaki çok ince komponent seviyesi ve komponentler nedeniyle, proses bozulduğunda ve hatalı komponentler olduğunda, tamir edilemediğinden gofretin tamamı atılmalıdır. Bu kalite kontrol seviyesi, 2011 yılı itibariyle çoğu modern IC çipinin, birbiri üzerine yığılmış ve son çipin kendisini oluşturmak ve daha fazla vermek için birbirlerine bağlanmış birçok entegre devre katmanından oluşması nedeniyle daha da yüksek bir seviyeye çıkar. işleme gücü. Devreyi işlevsel ve güvenilir kılmak için her devre katmanı arasına yalıtım ve metalik ara katmanlar da yerleştirilmelidir.

Entegre devre üretim sürecinde birçok reddedilen çip üretilmesine rağmen, elektriksel testlerden ve mikroskop muayenelerinden geçen son ürünler olarak çalışanlar, işlemi oldukça karlı kılacak kadar değerlidir. Entegre devreler artık bilgisayar ve cep telefonlarından televizyon, müzik çalar ve oyun sistemleri gibi tüketici elektroniğine kadar 2011 yılı itibariyle neredeyse her modern elektronik cihazı kontrol ediyor. Bunlar aynı zamanda otomobil ve uçak kontrol sistemlerinin ve dijital alarm saatlerinden çevresel termostatlara kadar kullanıcıya programlama düzeyi sunan diğer dijital cihazların temel bileşenleridir.

DİĞER DİLLER

Bu makale size yardımcı oldu mu? Geri dönüşünüz için teşekkür ederiz Geri dönüşünüz için teşekkür ederiz

Nasıl yardımcı olabiliriz? Nasıl yardımcı olabiliriz?