집적회로(IC)

👩‍🔧 REVIEW

• 산화 공정
  • 반도체의 핵심 재료인 웨이퍼에 산화막(SiO₂)을 형성하여 표면을 불순물로부터 보호하는 공정 과정

👩‍🔧 집적회로

• 작은 반도체 칩 안에는 수천 개에서 수백만 개 이상의 전자 부품들(다이오드, 트랜지스터, 캐패시터, 저항)이 빼곡하게 채워져 있다

진화의 시작을 알린 트랜지스터

• 진공관(Vacuum Tube)
  
  • 1940년대, 전자기기의 핵심 부품이자 전자 산업의 원동력
  • 단점: 부피가 크고 전력 소모가 크며, 수명이 짧음
  • 초기 통화 서비스의 자동식 교환기의 잦은 고장과 통화 단절 현상 극복을 위해 진공관을 대체할 전자 증폭기 개발의 필요성 대두
• 1947년, 미국 전화 통신 회사 AT&T의 중앙 연구소인 벨 연구소 연구원 존 바딘, 월터 브래튼, 그리고 윌리엄 쇼클리
  • 반도체 격자 구조의 조각에 전기가 흐르는 데 사용하는 도체선을 접촉시키면 전기 신호가 증폭한다는 사실 발견
• 증폭기(Amplifier) >> 트랜지스터(Transistor)
  
  • 도체선을 접촉시키면 저기 신호가 증폭되는 반도체 격자 구조의 조각

마법의 돌, 트랜지스터의 발명 그 이후

• 복잡한 회로의 소형화 >> 상업용 컴퓨터 등 전자 기기의 대중화에 공헌
• 기계 시대 >> 전기 신호가 중점이 되는 전자 공학 시대
• 트랜지스터의 한계
  • 기술 발전에 따른 전자 제품의 기능 증가
  • 트랜지스터와 저항, 다이오드, 캐패시터 등 연결 부분이 기하급수적으로 증가
  • 연결점들에 의한 잦은 고장 발생

전자 산업의 혁명, 집적회로

• 집적회로(Integrated Circuit)의 탄생
  
  • 1958년, 미국 텍사스 인스트루먼트(TI)의 기술자 잭 킬비(Jack Kilby)
  • 복잡한 전자 부품들을 정밀하게 만들어 작은 평면에 인쇄하듯 찍어낸 후, 차곡차곡 쌓음
• 반도체 IC를 가득 채우고 있는 부품들은 서로 연결 >> 전기 신호 연산 >> 저장
• 트랜지스터
  • 스위치 역할(on/off)
• 캐패시터
  
  • 창고 역할(전하 충전 >> 보관)
• 저항
  
  • 전류의 흐름을 조절
• 다이오드
  
  • 신호를 고르게 전하는 역할
• 반도체 집적회로 제조 방법
  • 회로 소자들을 모두 미세하고 복잡한 패턴으로 만들어 여러 층의 재료 속에 그려 넣기
  • 미세한 회로는 사진을 찍는 방법으로 그려넣는다
• 직접 연결 >> 집적회로
  • 제품의 크기 작아짐
  • 적은 소비 전력 >> 빠른 정보 처리
• 사진 찍는 방식
  • 대량 생산 가능
  • 신뢰도 향상
• 금속 산화막 반도체 전계효과 트랜지스터
  
  • MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
  • 1960년, 벨 연구소 연구원 강대원 박사와 마틴 아탈라가 개발
    
  • 제조가 까다롭고 전력 소모가 큰 양방향 접합형 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor)의 문제점 해결

출처: 삼성 반도체 이야기