|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
TEKNOLOJİ TARİHİ, TEKNOLOJİ, ÇEVREMİZDEKİ NESNELER
Entegre devre. Buluş ve üretim tarihi
Rehber / Teknolojinin, teknolojinin, çevremizdeki nesnelerin tarihi Entegre devre (IC, mikro devre), çip, mikroçip (İngilizce mikroçip, silikon çip, çip - ince plaka - orijinal olarak bir mikro devre kristalinin plakasına atıfta bulunulan terim) - mikroelektronik cihaz - keyfi karmaşıklığa sahip bir elektronik devre (kristal), üretilmiş yarı iletken bir alt tabaka (wafer veya film) üzerine ve ayrılmaz bir muhafazaya yerleştirilir veya bir mikro montaja dahil edilmişse, muhafazasız olarak yerleştirilir.
Mikroelektronik, çağımızın en önemli ve birçok kişinin inandığı gibi en önemli bilimsel ve teknik başarısıdır. 16. yüzyılda matbaanın icadı, 18. yüzyılda buhar makinesinin bulunması ve 19. yüzyılda elektrik mühendisliğinin gelişmesi gibi teknoloji tarihindeki dönüm noktalarıyla karşılaştırılmak mümkündür. Bugün bilimsel ve teknolojik devrimden bahsettiğimizde öncelikle mikroelektroniği kastediyoruz. Günümüzün başka hiçbir teknik başarısına benzemeyen bir şekilde, yaşamın tüm alanlarına nüfuz ediyor ve daha dün hayal bile edilemeyen bir gerçeği gerçeğe dönüştürüyor. Buna ikna olmak için cep hesap makinelerini, minyatür radyoları, ev aletlerindeki elektronik kontrol cihazlarını, saatleri, bilgisayarları ve programlanabilir bilgisayarları hatırlamak yeterlidir. Ve bu, uygulama alanının sadece küçük bir kısmı! Mikroelektronik, ortaya çıkışını ve varlığını yeni bir minyatüraltı elektronik elemanın (bir entegre devre) yaratılmasına borçludur. Aslında bu devrelerin ortaya çıkışı temelde yeni bir buluş değildi - doğrudan yarı iletken cihazların geliştirilmesinin mantığını takip ediyordu. İlk başta, yarı iletken elemanlar henüz yeni kullanılmaya başlandığında, her transistör, direnç veya diyot ayrı ayrı kullanılıyordu, yani kendi bireysel kasasına alınıyor ve ayrı kontakları kullanılarak devreye dahil ediliyordu. Bu, aynı elemanlardan birçok benzer devrenin bir araya getirilmesinin gerekli olduğu durumlarda bile yapıldı. Yavaş yavaş, bu tür cihazları bireysel elemanlardan bir araya getirmenin değil, bunları hemen ortak bir kristal üzerinde üretmenin daha rasyonel olduğu anlayışı geldi, özellikle de yarı iletken elektronikler bunun için tüm önkoşulları yarattığından. Aslında tüm yarı iletken elemanlar yapı olarak birbirine çok benzer, aynı çalışma prensibine sahiptir ve yalnızca pn bölgelerinin göreceli konumu bakımından farklılık gösterir. Bu pn bölgeleri, hatırladığımız gibi, aynı türden yabancı maddelerin bir yarı iletken kristalin yüzey katmanına eklenmesiyle yaratılır. Ayrıca, yarı iletken elemanların büyük çoğunluğunun güvenilir ve her açıdan tatmin edici çalışması, yüzey çalışma katmanının milimetrenin binde biri kalınlığında olmasıyla sağlanır. En küçük transistörler genellikle yarı iletken çipin yalnızca kalınlığının yalnızca %1'i olan üst katmanını kullanır. Kalan %99, bir taşıyıcı veya substrat görevi görür, çünkü substrat olmadan transistör en ufak bir dokunuşta çökebilir. Sonuç olarak, bireysel elektronik bileşenlerin üretiminde kullanılan teknolojiyi kullanarak, tek bir çip üzerinde bu tür onlarca, yüzlerce ve hatta binlerce bileşenden oluşan tam bir devreyi anında oluşturmak mümkündür. Bunun faydaları çok büyük olacak. Birincisi, maliyetler hemen azalacaktır (bir mikro devrenin maliyeti genellikle bileşenlerinin tüm elektronik elemanlarının toplam maliyetinden yüzlerce kat daha azdır). İkincisi, böyle bir cihaz çok daha güvenilir olacaktır (deneyimlerin gösterdiği gibi, binlerce ve onbinlerce kez) ve bu çok büyük önem taşımaktadır, çünkü on veya yüzbinlerce elektronik bileşenden oluşan bir devrede bir arıza bulmak, son derece karmaşık bir sorun. Üçüncüsü, bir entegre devrenin tüm elektronik elemanlarının, geleneksel bir devredeki emsallerine göre yüzlerce, binlerce kat daha küçük olması nedeniyle, enerji tüketimleri çok daha düşük ve performansları çok daha yüksektir. Elektronikte entegrasyonun gelişini müjdeleyen en önemli olay, Texas Instruments'tan Amerikalı mühendis J. Kilby'nin, monolitik bir saf silikon parçası içinde tüm devre için (registerlar, kapasitörler, transistörler ve diyotlar gibi) eşdeğer elemanları elde etme teklifiydi. . Kilby, 1958 yazında ilk entegre yarı iletken devreyi yarattı. Ve zaten 1961'de Fairchild Semiconductor Corporation, bilgisayarlar için ilk seri yongaları piyasaya sürdü: bir çakışma devresi, yarım kaydırmalı kayıt ve bir tetikleyici. Aynı yıl, Texas şirketi yarı iletken entegre mantık devrelerinin üretiminde uzmanlaştı. Ertesi yıl diğer şirketlerin entegre devreleri ortaya çıktı. Kısa sürede entegre tasarımda çeşitli amplifikatör türleri oluşturuldu. 1962'de RCA, bilgisayar depolama aygıtları için entegre bellek matris çipleri geliştirdi. Yavaş yavaş, tüm ülkelerde mikro devrelerin üretimi kuruldu - mikroelektronik çağı başladı. Bir entegre devrenin başlangıç malzemesi genellikle saf silikondan oluşan ham bir tabakadır. Üzerinde aynı tipte birkaç yüz mikro devre aynı anda üretildiği için nispeten büyük bir boyuta sahiptir. İlk işlem, 1000 derece sıcaklıktaki oksijenin etkisi altında bu plakanın yüzeyinde bir silikon dioksit tabakasının oluşmasıdır. Silikon oksit, mükemmel kimyasal ve mekanik dirençle karakterize edilir ve mükemmel bir dielektrik özelliklerine sahiptir ve altta bulunan silikona güvenilir yalıtım sağlar. Bir sonraki adım, p veya n iletim bantları oluşturmak için safsızlıkların eklenmesidir. Bunu yapmak için, plaka üzerindeki bireysel elektronik bileşenlere karşılık gelen yerlerden oksit filmi çıkarılır. İstenilen alanların seçimi fotolitografi adı verilen bir işlem kullanılarak gerçekleşir. İlk olarak, tüm oksit tabakası, fotoğraf filminin rolünü oynayan ışığa duyarlı bir bileşik (fotorezist) ile kaplanır - açığa çıkarılabilir ve geliştirilebilir. Bundan sonra yarı iletken kristalin yüzeyinin desenini içeren özel bir fotomask aracılığıyla plaka ultraviyole ışınlarla aydınlatılır. Işığın etkisi altında, oksit tabakası üzerinde düz bir desen oluşur; maruz kalmayan alanlar açık kalır ve diğer tüm alanlar koyulaşır. Fotorezistörün ışığa maruz kaldığı yerde filmin aside dayanıklı, çözünmeyen bölgeleri oluşur. Daha sonra levha, fotorezisti açıkta kalan alanlardan uzaklaştıran bir solvent ile işlenir. Açıkta kalan alanlardan (ve yalnızca onlardan), silikon oksit tabakası asit kullanılarak kazınır. Sonuç olarak, silikon oksit doğru yerlerde çözünür ve saf silikonun "pencereleri" açılır, yabancı maddelerin girmesine (ligasyon) hazır olur. Bunu yapmak için, 900-1200 derece sıcaklıktaki substratın yüzeyi, n tipi iletkenlik elde etmek için fosfor veya arsenik gibi istenen safsızlığa maruz bırakılır. Safsızlık atomları saf silikonun derinliklerine nüfuz eder, ancak oksit tarafından itilir. Gofretin bir tür safsızlıkla işlenmesinden sonra, başka bir türle ligasyon için hazırlanır - gofretin yüzeyi yine bir oksit tabakası ile kaplanır, yeni fotolitografi ve aşındırma yapılır, bunun sonucunda yeni "pencereler" oluşturulur. silikon açılır. Bunu, p-tipi iletkenlik elde etmek için örneğin bor ile yeni bir ligasyon takip eder. Böylece kristalin tüm yüzeyinde doğru yerlerde p ve n bölgeleri oluşur. Bireysel elemanlar arasındaki yalıtım birkaç yolla oluşturulabilir: bir silikon oksit tabakası bu tür bir yalıtım görevi görebilir veya doğru yerlerde pn bağlantılarını engelleyerek oluşturulabilir. İşlemenin bir sonraki aşaması, entegre devrenin elemanları arasında ve ayrıca bu elemanlar ile harici devreleri bağlamak için kontaklar arasında iletken bağlantıların (iletken hatlar) uygulanmasıyla ilişkilidir. Bunu yapmak için, alt tabaka üzerine ince bir film şeklinde yerleşen ince bir alüminyum tabakası püskürtülür. Yukarıda anlatılanlara benzer fotolitografik işleme ve aşındırma işlemlerine tabi tutulur. Sonuç olarak, metal katmanın tamamından yalnızca ince iletken çizgiler ve temas pedleri kalır. Son olarak, yarı iletken çipin tüm yüzeyi koruyucu bir katmanla (çoğunlukla silikat cam) kaplanır ve bu daha sonra temas pedlerinden çıkarılır. Üretilen tüm mikro devreler bir kontrol ve test tezgahında en sıkı testlere tabi tutulur. Arızalı devreler kırmızı noktayla işaretlenmiştir. Son olarak kristal, her biri harici devrelere bağlantı için kabloları olan dayanıklı bir mahfaza içine alınmış ayrı çip plakaları halinde kesilir. Bir entegre devrenin karmaşıklığı, entegrasyon derecesi adı verilen bir göstergeyle karakterize edilir. 100'den fazla elemanı olan entegre devrelere düşük entegrasyonlu devreler denir; 1000'e kadar eleman içeren devreler - orta derecede entegrasyona sahip entegre devreler; Onbinlere kadar eleman içeren devrelere büyük entegre devreler denir. Bir milyona kadar eleman içeren devreler halihazırda üretilmektedir (bunlara ultra büyük denir). Entegrasyonun kademeli olarak artması, programların her yıl giderek daha minyatür hale gelmesine ve buna bağlı olarak giderek daha karmaşık hale gelmesine yol açmıştır. Eskiden büyük boyutlara sahip olan çok sayıda elektronik cihaz artık küçücük bir silikon levhaya sığabiliyor. Bu yolda son derece önemli bir olay, 1971 yılında Amerikan Intel şirketi tarafından aritmetik ve mantıksal işlemleri gerçekleştirmek için tek bir entegre devrenin (bir mikroişlemci) yaratılmasıydı. Bu, mikroelektroniğin bilgisayar teknolojisi alanında görkemli bir atılımını gerektirdi. Yazar: Ryzhov K.V.
▪ disket
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ Yekaterinburg okul çocukları bir parmak dokunuşuyla öğle yemeğini ödüyor ▪ Texas Instruments, 45nm işlem teknolojisinin ayrıntılarını ortaya koyuyor ▪ Açlık hissini kapatan bir mekanizma buldum ▪ Yeni malzeme şekil değiştirir
▪ Sitenin Müzisyen bölümü. Makale seçimi ▪ makale Sosyal hizmetin temelleri. Beşik ▪ At hangi hayvandan geldi? ayrıntılı cevap ▪ makale Ve bir sırt çantası ve bir ip çantası. Seyahat ipuçları ▪ makale Akım dengelemeli şarj cihazı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri