Günümüzde telefonlardan bilgisayarlara, hatta ev eşyalarına kadar pek çok teknolojik cihazın merkezinde mikroçipler bulunuyor. Peki bu minik mucizelerin nasıl üretildiğini hiç merak ettiniz mi? 🔬 Üretim süreci, bilim ve mühendisliğin sınırlarını zorlayan, oldukça karmaşık ve etkileyici bir yolculuğu içeriyor.
Her şey, silikon açısından zengin kum ile başlıyor. Yarı iletken bir malzeme olan silikon, yalıtkan ve iletken arasında bir yapıya sahip. Silikonun iletkenlik özellikleri, saflığını değiştirerek veya doping yaparak ihtiyaçlara göre ayarlanabiliyor. Üstelik silikon, Dünya’da bolca bulunan elementlerden biri.
Kumdan elde edilen silikon, karbon ile birleştirilip eritilerek %99 saflıkta silikon elde ediliyor. Daha sonra ultra saf hale getirilen bu silikon, tohum kristali eritilmiş silikonla temas ettiriliyor ve yavaşça çekilerek silikon atomları kristalin alt yüzeyine yerleşiyor. Sonuç olarak, saf silikonun büyük bir silindirik ingotu olan “boule” ortaya çıkıyor.
Boule, ince dilimler halinde kesilerek silikon plakaları elde ediliyor. İşte bu silikon plakalar, üretim sürecinin en kritik aşamasını oluşturuyor. Mikroçipler, son derece steril ortamlarda üretiliyor çünkü en ufak bir toz tanesi bile üretim sürecini tehlikeye atabiliyor.
Ortalama 12 hafta süren üretim sürecinin ilk adımında, plakanın yüzeyine ince, iletken olmayan silikon dioksit tabakası ekleniyor. Ardından plaka, litografi için hazırlanıyor.
Litografi makinesinde plakalar UV ışığına maruz bırakılıyor ve çipin tasarımını içeren retikül üzerinden ışık geçiriliyor. Işığa maruz kalan alanlar sertleşirken, maruz kalmayan alanlar sıcak gazlarla oyularak mikroçipin küçük boyutu oluşturuluyor.
Çipin farklı bölümlerinin elektriksel iletkenliği, kimyasallarla doping yapılarak değiştiriliyor. Bu süreç, daha karmaşık entegre devreler oluşturmak için yüzlerce kez tekrarlanabiliyor.
Bileşenler arasında iletken yollar oluşturmak için çipin üzerine genellikle alüminyum ekleniyor ve oyma işlemiyle ince iletken yollar bırakılıyor. Birkaç iletken tabaka, cam yalıtkanlarla ayrılıyor.
Her bir çip, performans testi yapıldıktan sonra diğer çiplerden ayrılıyor. Mikroçipler, temel bileşenler olan kapasitörler, dirençler ve transistörleri içeriyor. Gelişmiş çiplerde ise yüksek uç grafik kartlarında olduğu gibi 28 milyar transistör bulunabiliyor. Daha fazla transistör, mikroçiplerin daha fazla komut göndermesini sağlayarak hesaplama gücünü artırıyor.
Kaynaklar: Interesting Engineering, ASML
Hata!
Yorumunuz Çok Kısa, Yorum yapabilmek için en az En az 10 karakter gerekli