Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Anadolu Üniversitesi'nde çalışan bir akademisyen tarafından sunulan yarı iletken teknolojisi ve litografi konulu bir eğitim dersidir.
- Video, yarı iletkenlerin katman katman büyütülmesi ve şekillendirilmesi sürecini detaylı olarak ele almaktadır. İlk bölümde epitaksisi teknolojisi ve litografi teknikleri (fotolitografi, elektron/iyon ışınları litografisi) açıklanırken, ikinci bölümde bant aralığı kavramı ve epitaksiyel büyütme tekniğinin nanometre skalasına kadar şekillendirme imkanı sunulmaktadır.
- Videoda ayrıca Türkiye'deki yarı iletken üretim kapasitesi, bant mühendisliği adı verilen bilim ve farklı yarı iletkenlerin bant aralıklarını değiştirerek lazerler, dedektörler ve güneş pilleri gibi farklı cihazların nasıl yapılabileceği örneklerle açıklanmaktadır. Konuşmacı, yeni kurulacak laboratuvar projesi hakkında da bilgi vermektedir.
- 00:01Yarı İletkenlerin Katman Katman Büyütülmesi
- Yarı iletkenlerin katman katman büyütülmesi ve yeni yer etkenlerinin yaratılması mümkündür.
- Bu teknoloji 60'ların ortasında hayatımıza girmiştir.
- Taşıyıcı düzgün kristal yapı üzerine katman katman yarı iletkenler büyütülebilir ve kalınlığı kontrol edilebilir.
- 00:29Yarı İletken Büyütme Cihazı
- Cihazın gerçek hali 2008 yılında Almanya'dan Anadolu Üniversitesi'ne gelmiştir.
- Büyütme hücresi adı verilen hücrede, her atomu içeren kaynaklar belli sıcaklıklar altında çok iyi bir vakum ortamında takılır.
- Yüksek vakum ortamlarında tutulan bu sistem, dünyada en çok kullanılan yarı iletken büyütme teknolojisidir.
- 01:08Litografi Yöntemi
- Katman katman büyütme sonrası şekillendirme aşamasına geçilir ve bu işlem litografi olarak adlandırılır.
- Litografi ikiye ayrılır: fotolitografi (fotonlarla) ve elektron/iyon ışınları litografisi.
- Yarı iletkenin üzerine foto direnç adı verilen polimer yapısında bir malzeme kaplanır.
- 01:53Foto Direnç ve Litografi Süreci
- Foto direnç ultraviyole ışık (400-450 nanometre) ile hassastır.
- İstenilen şekil için maske kapatılır ve ultraviyole ışık gönderildiğinde, ışığın geçtiği yerlerdeki polimer yapısı bozulur.
- Kimyasal bir çözelti ile foto direnç çözülerek, ışığa maruz kalan kısımlar kaldırılır ve şekil oluşur.
- 03:12Şekillendirme Tekniği
- Taşıyıcı üzerine foto direnç yayılır, kimyasal çözelti ve maske uygulanır.
- Ultraviyole ışık gönderildiğinde, ışığa maruz kalan yerler kimyasallarla aşındırılır.
- Bu yöntemle üst üste çıkıntı şeklinde geometri oluşturulabilir ve elektronik konfigürasyonlar elde edilir.
- 04:29Litografi Sınırları
- Litografi sınırlarından biri, maske boyutlarındaki boyutların ışığın dalga boyuna yakın olmasıdır.
- Bu durumda kırım adı verilen fiziksel olay oluşur ve net sonuç elde edilemez.
- Bu teknolojiyle elde edilebilen aygıt boyutu beş mikronun altına doğru gitmemelidir, aksi takdirde kaliteli yapı oluşturulamaz.
- 05:03Nanoteknoloji ve Kuru Aşındırma
- Nanometre skalasında daha küçük yapılar için ışığın dalga boyunu küçültmek gerekir.
- Işıkla dalga boyunu küçültmek mümkün olmadığında, elektronlar veya iyonlar kullanılarak kuru aşındırma yöntemi uygulanır.
- Kuru aşındırma, kimyasala ihtiyaç duymayan, elektron veya iyon ışınlarıyla yapılan litografi yöntemidir.
- 06:28Türkiye'deki Yarı İletken Teknolojisi
- Türkiye'de yer etkenleri katman katman büyütülmese de, dört farklı makine bulunmaktadır.
- İki makine ODTÜ'de, bir makine Gazi Üniversitesi'nde, bir makine Anadolu Üniversitesi'nde ve bir makine Bilkent Üniversitesi'nde bulunmaktadır.
- Yeni bir laboratuvar kurulmasıyla şekillendirmeyi bir-iki ay içerisinde yapabilecek hale getirilecek ve aygıtların karakteristiği ölçülebilecek.
- 07:50Yarı İletkenlerin Avantajları
- Yarı iletkenler, metallerin aksine iletkenlikleri değiştirilebilen kontrollü iletkenlerdir.
- Yarı iletkenlerin adı talihsiz bir isimdir, aslında "kontrollü iletken" anlamına gelir.
- 08:21Epitasiyel Büyütme Tekniği ve Avantajları
- Epitasiyel büyütme tekniği ile nanometre skalasına kadar şekillendirilebilen aygıtlar yapılabilmektedir.
- Bu teknoloji sayesinde yeni yan etkenler elde edilebilmekte ve yeni iletkenler geliştirilebilmektedir.
- Yeni iletkenler, ışık kaynağı veya dedektör yaparken algılayacağı veya yayacağı ışığın farklı elektromanyetik spektrum bölgelerinde olması anlamına gelmektedir.
- 09:04Bant Aralığı Kavramı
- Bant aralığı, elektron enerjisinin dalga frekansına göre değişimi olarak tanımlanır ve iletkene özgü bir kavramdır.
- Yarı iletkenin içinde serbest olan elektronlar, bant aralığına karşılık gelen enerjiye sahip olduğunda atomlarından koparılır.
- Bant aralığı büyüdükçe yalıtkan davranışa gidilir çünkü elektronik koparmak için daha büyük enerji verilmesi gerekir.
- 11:29Bant Aralığının Önemi
- Bant aralığı değiştirilerek algılayacağımız fotonun enerjisi değiştirilebilir.
- Bant aralığı büyükse bant ile dalga boyu arasındaki ilişki terstir, daha küçük dalga boylu fotonlar absorbe edilir ve elektronlar koparılır.
- Bant aralığına karşılık gelen dalga boyunda ışıma yaparak farklı dalga boylarında ışıma yapan lazerler, dalga boylarını algılayan dedektörler ve güneş pilleri üretilebilir.
- 13:11Epitasiyel Büyütme Tekniği ile Yeni Yarıl Etkenler
- Epitasiyel büyütme tekniği ile farklı yarıl etkenlerin bant aralıkları karıştırılarak yeni yarıl etkenler oluşturulabilir.
- Bant mühendisliği adı verilen bilim, bileşik yarıl etkenleri temsil eden bir eğri kullanarak bant aralıklarını hesaplamayı sağlar.
- Gallium arsenik gibi yarıl etkenlerin bant aralığı, indium gibi farklı yarıl etkenlerle karıştırılarak değiştirilebilir.
- 15:03Bant Aralığının Değişkenliği
- Bant aralığı, yarıl etkenlerin oranı değiştirilerek değiştirilebilir.
- Kaliteli bir taşıyıcı (temel) gereklidir çünkü katman katmanlı yapı oluşturulur ve içinde kusurlar olmamalıdır.
- Gallium indium arsenik örneğinde, indium oranı %53, galyum oranı %47 olduğunda bant aralığı değişir ve optik haberleşme için kullanılır.