مراحل ساخت IC به زبان ساده
مراحل ساخت IC به زبان ساده
تاحالا شده یک وسیله الکترونیکی در منزل شما خراب شود و حس مهندسی شما با باز کردن وسیله و پیدا کردن عیب آن شکوفا شود؟
حتما با باز کردن وسیله الکترونیکی خراب با یک برد PCB که قطعات زیادی روی آن مونتاژ شده ، مواجه خواهید شد. برد مشاهده شده ساده ترین نوع طراحی است که با آن روبرو میشوید.
هرکدام از قطعات IC شامل یک دنیای پیچیده و پر رمز و راز است. اندازه ic از یک عدس تا دو بند انگشت متغیر است .
درون هر IC هزارها، میلیونها و گاهی میلیاردها قطعه به صورت مجتمع قرار گرفته است. پس IC مخفف کلمه Integrated Circuit به معنای مدارات مجتمع است.
تکنولوژی ساخت IC ، تکنولوژی سخت ، پیچیده و هزینه برداری است که در کشور ما وجود ندارد و تنها نزد کشورهای پیشرفته جهان اولی وجود دارد.
در ایران فقط ساخت مقاومت ؛ آن هم با استفاده از سیم(!) وجود دارد و مهندسان دانشگاههای برتر برای ساخت و مجتمع سازی IC های خود تنها سالی یکبار باید طرحهای خود را به تایوان بفرستند.
مدارهای مجتمع برای جلوگیری از پیچیدگی طرح ها اختراع شد، ایده اصلی IC این بود که یک مدار کامل با تمام اجزا و اتصالات آن در حد میکروسکوپیک روی یک قطعه سیلیکونی تولید شود.
این ایده گرچه ساده بود ولی دنیایی را متحول کرد؛ از ساخت ساعتهای دیجیتال تا موشک و فضاپیماها…..
سوالی که مطرح است این است که چگونه میلیون ها قطعه در مقیاس کوچک در کنار یکدیگر قرار میگیرند؟
در دهه 1960 و 1970 میلادی محاسبات زیادی برای شیوه قرارگیری ادوات در کنار یکدیگر و در یک IC مطرح شد.
در آن سالها از واژه یکپارچه سازی کوچک مقیاس، یکپارچه سازی میان مقیاس و یکپارچه سازی بزرگ مقیاس و در بعضی موارد یکپارچه سازی کلان مقیاس یاد شده که مفاهیم هریک از این اصطلاحات در این است
که تعداد بیشتری قطعه در آیسی مجتمع شده است. در واقع با پیشرفت تکنولوژی به ازای هرسال، تعداد قطعاتی که در یک آیسی مجتمع شده اند؛ دو برابر شده است.
این مسئله بسیار شگفت انگیز است چرا که از سال 1970 که اولین آیسی ساخته شد تاکنون 2021 بیش از 10000000000 قطعه در یک آیسی مجتمع میشوند.
اما جنس آیسی از چیست؟ اگر سری به جدول مندلیف بزنیم، (گروه 14 و 15) عناصر سیلیکون و ژرمانیوم دارای ویژگی منحصر به فردی هستند. یعنی اگر کمی ناخالصی به آنها اضافه کنیم.
که به این فرآیند Doping گفته میشود، رفتاری از این عناصر سر میزند که حیرت آور است و آنها را مناسب ساخت آیسی میکند.
در روند ساخت آیسی از دست استفاده نمیشود و دست در آن دخالتی ندارد.
یک کریستال بزرگ سیلیکون که به صورت دیسک هست را ویفر یا wafer مینامیم. درون هر ویفر ممکن است 100 آیسی ساخته شود ولی هر 100 قطعه ممکن است سالم نباشد.
درواقع دیسک ویفر در برابر اشعه قرار داده میشود و هر اشعه به یک جا از دیسک برخورد می کنند و نواحی n و p را ایجاد می کنند.
اصطلاحا در بعضی متون تخصصی به این برخورد اشعه، شلیک ناخالصی گفته میشود.
فرآیند بعدی انباشت بخار نامیده میشود که در آن مواد ناخالصی را به گاز تبدیل کرده و متراکم میکنند.
بنابراین اتمهای ناخالص یک لایه نازک روی سطح سیلیکون انباشت میکنند.
کلام آخر:
ساخت آیسی و تراشه بسیار حساس میباشد و یک آلودگی ریز می تواند زحمات یک کارخانه را نابود کند.
افرادی که در آن محیط ها فعالیت می کنند پیش از ورود به سالن تولید وارد اتاق تمیز و عاری از آلاینده میشوند. حتی بار موجود در بدن آن ها هم فیلتر میشود و لباس های محافظ و مخصوصی به تن می کنند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
Want to join the discussion?Feel free to contribute!