반도체 칩 (집적 회로)
Integrated circuit (microchip)
손톱만 한 반도체 칩 하나에 어떻게 수많은 전자 회로가 들어갈까요?
무슨 일이 일어났나
집적 회로(IC)는 트랜지스터 · 저항 · 축전기 같은 부품과 그 사이 연결을 반도체 조각 하나 위에 한꺼번에 만든 것입니다. 노이스의 발명은 작은 규소 칩 안에 완전한 전자 회로를 담은 것이었습니다(IEEE 기록).
칩 속 트랜지스터는 아주 작은 스위치처럼 켜지고 꺼지며 0 과 1 을 다룹니다. 시뮬레이터의 스위치 둘 · 전구 둘 회로에서 스위치 1 만 켜면 전구 1 에 50.0 mA, 둘 다 켜면 전지에서 100 mA 가 나갑니다 — 스위치의 켜짐 · 꺼짐 짝이 곧 정보입니다.
1958 년 9 월 12 일 텍사스 인스트루먼트의 잭 킬비는 7/16 인치(11.1 mm) 길이의 작은 저마늄 막대 위에 위상 이동 발진 회로를 만들어 처음으로 작동하는 집적 회로를 보였고, 2000 년 노벨 물리학상을 받았습니다(IEEE 기록).
1959 년 페어차일드의 로버트 노이스는 앞서 개발된 «평면(planar)» 공정을 바탕으로 규소 칩 집적 회로를 만들었습니다(IEEE 기록).
📸 진짜 모습
불러오는 중…📸 사진NASA 글렌 연구 센터가 높은 온도에서 쓰려고 만든 탄화규소 집적 회로 칩과 세라믹 패키지 · 회로 기판입니다.
출처: NASA/GRC · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗
💡 생활 속 예시
- 폰 · 컴퓨터 · 세탁기 속 초록 기판 위에 붙은 까만 네모 부품이 대부분 집적 회로 칩입니다.
- 교통카드 · 신용카드 겉의 금빛 네모 판 밑에도 작은 칩이 들어 있습니다.
어떤 부품이 무엇을 하나
- 규소 원판(웨이퍼) — 아주 순수한 규소 원판으로, 여러 칩을 한꺼번에 만든 뒤 잘라 냅니다.
- 트랜지스터 — 전압으로 켜고 끄는 아주 작은 스위치로, 0 과 1 을 다룹니다.
- 금속 배선 층 — 트랜지스터들을 이어 회로를 만듭니다.
- 절연막 — 배선과 부품 사이를 갈라 전기가 엉뚱한 곳으로 새지 않게 합니다.
- 패키지와 다리(핀) — 칩을 감싸 보호하고 바깥 회로와 잇습니다.
- 순수한 규소 원판에 빛으로 회로 무늬를 찍습니다(평면 공정).
- 불순물을 넣고 막을 입혔다 깎기를 되풀이해 트랜지스터를 만듭니다.
- 금속 배선 층을 올려 트랜지스터들을 회로로 잇습니다.
- 원판을 칩 하나씩 잘라 패키지에 넣고 다리를 붙입니다.
확인된 값
- 킬비가 처음으로 작동하는 집적 회로를 보인 날 (텍사스 인스트루먼트)
- 1958-09-12 출처
- 그 칩 — 작은 저마늄 막대 위의 위상 이동 발진 회로
- germanium 출처
- 킬비 첫 칩의 길이 — 7/16 인치 (11.1 mm, 폭 1.6 mm)
- 0.0111 m 출처
- 킬비가 집적 회로 발명으로 노벨 물리학상을 받은 해
- 2000 출처
- 노이스(페어차일드)가 평면 공정 집적 회로를 만든 해
- 1959 출처
- 노이스의 발명 — 작은 규소 칩 안의 완전한 전자 회로
- silicon chip 출처
- 바탕 기술 — 페어차일드의 «평면(planar)» 공정
- planar process 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 통합과학1 · 물질과 규칙성 [10통과1-02-06]
- 한국 2022 · 물리학 · 빛과 물질 [12물리03-05]
출처
이어서 보기
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