"Oksidasyon" aşamasında, yonga plakasının yüzeyinde bir oksit tabakası (SiO₂) oluşur. Yonga plakası, yarı iletken işlemede en önemli malzemedir. Oksit tabakası, yonga plakasının yüzeyini yabancı maddelerden korur ve bir sonraki adım yarı iletken devrenin tasarlanmasıdır.

Yarı iletken çipteki devre neye benziyor? Birlikte öğrenelim!

Mikro yarı iletken çipler, içlerinde binlerce ila milyonlarca elektronik bileşen (diyotlar, transistörler, kapasitörler, dirençler) içerir. Bu yarı iletken entegre devreler nasıl yapılıyor? Öncelikle yarı iletken gelişiminin tarihini biraz anlayalım.

Transistörler: Elektronik Devrimin Başladığı Yer

1947'de, Amerika Birleşik Devletleri'nin en büyük telekomünikasyon şirketi American Telephone and Telegraph'ın (AT&T) merkezi araştırma tesisi olan Bell Laboratuvarlarındaki araştırmacılar, transistörü icat etti. Bu buluş başlangıçta "amplifikatör" olarak adlandırıldı ve daha sonra transistör olarak yeniden adlandırıldı.

Transistörler hızla elektronik ürünlerin temel bileşenleri haline geldi. Ancak teknolojik gelişmelerle birlikte elektronik ürünler giderek daha fazla işlevsellik kazanmaya başladı. Bu, transistörlerden dirençlere, diyotlardan kapasitörlere kadar birbirine bağlanması gereken bileşenlerin sayısında katlanarak bir artışa yol açtı. Bu temas noktaları aynı zamanda çoğu ürün arızasının da nedeni haline geldi.

1958'de Texas Instruments'tan (TI) mühendis Jack Kilby bir çözüm geliştirdi. Karmaşık elektronik bileşenler minyatürleştirilecek ve daha sonra küçük bir yüzeye devreler halinde basılacak. Bu devreler üst üste istiflenerek entegre devrelerin (IC'ler) ortaya çıkmasına neden olacaktır.

Entegre Devreler (IC'ler): Elektronikte Bir Devrim

Yarı iletken entegre devreleri (IC'ler) oluşturan transistörler, dirençler, diyotlar ve kapasitörler, elektrik sinyallerini hesaplamak ve depolamak için birbirine bağlanır.

Her bileşen sınıfının işlevine daha yakından bakalım. Transistörler güç kaynağını açıp kapatan anahtar görevi görürken, kapasitörler yükleri toplayıp depolar. Dirençler akımı düzenler ve diyotlar sinyal bütünlüğünü korur.

Yarı iletken entegre devreler, tüm devre bileşenlerinin karmaşık ve karmaşık çok katmanlı desenlere entegre edilmesiyle üretilir. Bu karmaşık devrelerin manuel olarak çizilmesi mümkün olmadığından fotoğrafik görüntülerin geliştirilmesine benzer bir yöntem kullanılıyor.

Entegre devrelerin gelişimi yarı iletken endüstrisinin ilerlemesini teşvik etti. Bireysel bileşenlerin manuel olarak bağlanmasından entegre devrelere geçiş, daha küçük ürün form faktörleri ve daha düşük güç tüketimi anlamına gelirken aynı zamanda daha hızlı veri işleme elde edilmesi anlamına geliyordu. Foto-litografi teknolojisinin kullanılması, yarı iletken IC'lerin güvenilir ve büyük ölçekli üretim için faydalı olduğu anlamına geliyordu.

1960'larda Bell Laboratuarlarındaki Koreli Amerikalı mühendis Dr. Dawon Kahng ve Martin Atalla "MOS-FET"i (Metal-Oksit-Yarı İletken Alan Etkili Transistör) geliştirdiler. Entegre devreler gerçekten buradan parlamaya başladı.

MOS-FET, üretimi zor olan ve çok fazla güç tüketen geleneksel çift kutuplu bağlantı transistörlerinin sınırlamalarını çözdü.

60 yıl içinde yarı iletkenler transistörlerden entegre devrelere ve MOS-FET'lere dönüştü. Gelecekteki daha fazla yenilik heyecan verici ve bekleniyor. 

Bir sonraki makalede, bu karmaşık tasarımlı devrelerin aşındırma işlemleri kullanılarak levhalara nasıl çizildiğini anlatacağız.