Cebimizdeki telefondan masamızdaki bilgisayara kadar hayatımızı yöneten akıllı cihazların kalbi nerede atıyor, hiç düşündünüz mü? Cevap parlak plakaların yani wafer’ların doğduğu yerde saklı. Kum tanesinden son teknolojiye uzanan bir süreçten söz ediyoruz. Aslında tam bir sabır ve mühendislik harikası. İşin mutfağına girip hassas üretimin perde arkasına birlikte bakalım…
İlk olarak wafer‘ın ne olduğundan söz edelim. En yalın haliyle; karmaşık devrelerin ve transistörlerin üzerine titizlikle işlendiği, ultra saf silikondan üretilen incecik bir zemin. Daha basit bir anlatımla işlemcinin ham maddesi oluyor. Gelelim wafer’ın nasıl üretildiğine; hikaye kumun ana maddesi olan silikonun 1400 dereceyi bulan devasa bir ‘pota’ içerisinde eritilmesiyle başlıyor. Ancak asıl büyü ‘ingot’ adı verilen dev silikon kütüğün oluşturulma aşamasında gerçekleşiyor. Tam bu noktada endüstrinin altın standardı olan ‘Czochralski Yöntemi’ sahneye çıkıyor. Bu yöntemi başlatmak için erimiş silikonun yüzeyine ‘tohum’ adı verilen kalem büyüklüğünde kristal bir çubuk daldırılıyor.
Czochralski sürecini, erimiş bir muma batırılan ipin yavaşça yukarı çekilmesi gibi düşünebilirsiniz. İp (kristal) yukarı çıkarken, üzerindeki sıvı donarak katılaşır ve ipin devamıymış gibi uzamaya başlar. Mühendisler bu çubuğu milimetrik hızlarla döndürerek yukarı doğru kaldırırken, alttaki sıvı silikon soğuyarak çubuğun ucuna tutunuyor ve donuyor. Kristal sıvıdan katıya geçerek aşağıya doğru uzuyor ve kalınlaşıyor. Bunun sonucunda tek parça ve kusursuz bir silindir elde ediliyor.
Ardından işin cerrahi kısmı başlıyor. Elde edilen silikon kütük, elmas uçlu testerelerle adeta bir salam dilimler gibi parçalara ayrılıyor. Ancak kesilen bu parçaların yüzeyi hala pürüzlü ve mat, yani işlemci üretimi için fazla kaba. Bu yüzden devreye ‘kimyasal-mekanik parlatma’ giriyor. Özel solüsyonlar ve dönen pedlerle wafer’lar öyle bir zımparalanıyor ki, yüzeyleri pürüzsüz bir aynaya dönüşüyor.
Milyarlarca transistörün sığacağı yer işte pürüzsüz kısım oluyor. Bu ayna gibi yüzey, nanometre boyutundaki devrelerin hatasız bir şekilde inşa edileceği asıl sahne. Buradan sonra boş plakalar, karmaşık litografi işlemlerinden geçip kesilerek paketleniyor ve telefonumuzun, bilgisayarımızın ‘beyni’ olan işlemcilere dönüşüyor.
