Selama tahap "oksidasi", lapisan oksida (SiO₂) terbentuk pada permukaan wafer. Wafer merupakan material terpenting dalam pemrosesan semikonduktor. Lapisan oksida melindungi permukaan wafer dari pengotor, dan langkah selanjutnya adalah merancang rangkaian semikonduktor.

Seperti apa rangkaian pada chip semikonduktor? Mari kita belajar bersama!

Chip semikonduktor mikro mengandung ribuan hingga jutaan komponen elektronik (dioda, transistor, kapasitor, resistor) di dalamnya. Bagaimana sirkuit terpadu semikonduktor ini dibuat? Mari kita pahami dulu sedikit sejarah perkembangan semikonduktor.

Transistor: Tempat Revolusi Elektronik Dimulai

Pada tahun 1947, para peneliti di Bell Laboratories, fasilitas penelitian pusat dari perusahaan telekomunikasi terbesar di Amerika Serikat, American Telephone and Telegraph (AT&T), menemukan transistor. Penemuan ini awalnya disebut “penguat” dan kemudian berganti nama menjadi transistor.

Transistor dengan cepat menjadi komponen inti produk elektronik. Namun, seiring dengan kemajuan teknologi, produk elektronik mulai memiliki lebih banyak fungsi. Hal ini menyebabkan pertumbuhan eksponensial dalam jumlah komponen yang perlu dihubungkan, mulai dari transistor dan resistor hingga dioda dan kapasitor. Titik kontak ini juga menjadi penyebab sebagian besar kegagalan produk.

Pada tahun 1958, insinyur Jack Kilby dari Texas Instruments (TI) mengembangkan solusinya. Komponen elektronik yang kompleks akan diperkecil dan kemudian dicetak sebagai sirkuit pada permukaan kecil. Sirkuit-sirkuit ini akan ditumpuk satu sama lain, sehingga melahirkan sirkuit terpadu (IC).

Sirkuit Terpadu (IC): Sebuah Revolusi Elektronika

Transistor, resistor, dioda, dan kapasitor, yang membentuk sirkuit terpadu semikonduktor (IC), saling berhubungan untuk menghitung dan menyimpan sinyal listrik.

Mari kita lihat lebih dekat fungsi masing-masing kelas komponen. Transistor bertindak sebagai saklar untuk membuka dan menutup catu daya, sementara kapasitor mengumpulkan dan menyimpan muatan. Resistor mengatur arus, dan dioda menjaga keseragaman sinyal.

Sirkuit terpadu semikonduktor diproduksi dengan mengintegrasikan semua komponen sirkuit ke dalam pola multilayer yang rumit dan kompleks. Sirkuit rumit ini tidak mungkin digambar secara manual, jadi digunakan metode yang mirip dengan pengembangan gambar fotografi.

Perkembangan sirkuit terpadu mendorong kemajuan industri semikonduktor. Beralih dari menghubungkan masing-masing komponen secara manual ke sirkuit terpadu berarti faktor bentuk produk lebih kecil dan konsumsi daya lebih rendah, sekaligus mencapai pemrosesan data yang lebih cepat. Penggunaan teknologi foto-litografi berarti IC semikonduktor dapat diandalkan dan bermanfaat untuk produksi skala besar.

Pada tahun 1960-an, mendiang insinyur Korea-Amerika di Bell Labs, Dr. Dawon Kahng, dan Martin Atalla mengembangkan "MOS-FET" (Transistor Efek Medan Logam-Oksida-Semikonduktor). Sirkuit terpadu benar-benar mulai bersinar dari sini.

MOS-FET mengatasi keterbatasan transistor sambungan bipolar tradisional, yang sulit diproduksi dan menghabiskan banyak daya.

Dalam 60 tahun, semikonduktor telah berevolusi dari transistor menjadi sirkuit terpadu dan MOS-FET. Inovasi lebih lanjut di masa depan sangat menarik dan ditunggu-tunggu. 

Pada artikel berikutnya, kami akan memperkenalkan bagaimana sirkuit yang dirancang secara rumit ini digambar ke wafer menggunakan proses etsa.