Nei an originell TPA3116D2DADR Integréiert Circuit IC Chips Elektronik Komponenten

An de fréie Deeg vum Halbleiterchip war Silizium net den Haaptpersonnage, Germanium war.Den éischten Transistor war en Germanium-baséiert Transistor an den éischten integréierte Circuit Chip war en Germanium Chip.
Den éischten Transistor gouf vum Bardeen a Bratton erfonnt, déi de bipolare Transistor (BJT) erfonnt hunn.Déi éischt P/N Kräizungsdiode gouf vum Shockley erfonnt an direkt ass dës Kräizungstyp entworf vum Shockley d'Standardstruktur fir de BJT an ass haut am Déngscht.Déi dräi kruten och dat Joer 1956 den Nobelpräis an der Physik ausgezeechent.
En Transistor kann einfach als Miniaturschalter verstane ginn.Ofhängeg vun den Eegeschafte vum Hallefleit kann en N-Typ Hallefleiter geformt ginn andeems de Hallefleiter mat Phosphor an e P-Typ Hallefleiter mat Bor dotéiert gëtt.D'Kombinatioun vun N-Typ a P-Typ Hallefleit bilden den PN-Kräizung, eng wichteg Struktur an elektronesche Chips;Dëst erlaabt spezifesch Logik Operatiounen auszeféieren (wéi mat Gates, oder Gates, Net-Paarten, etc.)
Germanium huet awer e puer ganz schwiereg Probleemer, wéi déi vill Interfacedefekter am Hallefleit, déi schlecht thermesch Stabilitéit an de Mangel u dichten Oxiden.Ausserdeem ass Germanium e rar Element, mat nëmme 7 Deeler pro Millioun an der Äerdkrust, an Germanium Äerz sinn och ganz verspreet.Et ass well Germanium ganz rar an net konzentréiert ass, datt d'Käschte vun de Matière première fir Germanium héich bleiwen;D'Saache si seelen, an déi héich Käschte vu Matière première maachen Germanium Transistoren net méi bëlleg, sou datt et schwéier ass Germanium Transistoren op enger grousser Skala ze produzéieren.

Fuerscher sinn also en Niveau eropgesprongen an hunn d'Element Silizium gekuckt.Dir kënnt soen datt all déi inherent Mängel vum Germanium déi inherent Virdeeler vum Silizium sinn.

Silizium ass dat zweet am meeschte reichend Element nom Sauerstoff, awer Dir kënnt am Fong keng Siliziummonomere an der Natur fannen;seng heefegste Verbindunge si Silika a Silikater.Vun dësen ass Silika am Tour ee vun den Haaptkomponente vum Sand.Zousätzlech si Verbindunge wéi Feldspat, Granit a Quarz all op Silica-Sauerstoffverbindungen baséiert.

Silizium ass thermesch stabil, huet en dichten, héich dielektrescht konstanten Oxid, a ka ganz einfach mat engem Silizium-Siliciumoxid-Interface mat ganz wéinegen Interfacedefekter virbereet ginn.

Siliziumoxid ass onopléisbar a Waasser (Germaniumoxid ass löslech am Waasser) an onléislech an de meeschte Säuren, wat einfach e perfekte Match fir d'Korrosiounsdrucktechnik ass fir gedréckte Circuitboards.D'Produkt vun dëser Kombinatioun ass de flaache Prozess fir integréiert Circuiten, dee bis haut weider geet.
Silicon Kristallsäulen

Silicon senger Rees op d'Spëtzt
E gescheitert Venture: Et gëtt gesot datt de Shockley eng rieseg Maartméiglechkeet gesinn huet an enger Zäit wou et nach kee gelongen ass e Siliziumtransistor ze maachen;dofir huet hien 1956 Bell Labs verlooss fir seng eege Firma a Kalifornien ze grënnen.Leider war Shockley kee gudden Entrepreneur a säi Geschäftsmanagement war en Narren am Verglach mat sengen akademesche Fäegkeeten.Also Shockley selwer huet d'Ambitioun net erfëllt, Germanium duerch Silizium z'ersetzen, an d'Bühn fir de Rescht vu sengem Liewen war de Podium op der Stanford University.E Joer no senger Grënnung sinn déi aacht talentéiert jonk Männer, déi hie rekrutéiert hat, masseg vun him ofgelaf, an et waren déi "aacht Verréider", déi d'Ambitioun fäerdeg bruecht hunn, Germanium duerch Silizium ze ersetzen.

Den Opstieg vum Siliziumtransistor

Ier déi Aacht Renegades Fairchild Semiconductor gegrënnt hunn, waren Germanium Transistoren den dominante Maart fir Transistoren, mat bal 30 Millioune Transistoren, déi 1957 an den USA hiergestallt goufen, nëmmen eng Millioun Silizium Transistoren a bal 29 Millioune Germanium Transistoren.Mat engem 20% Maartundeel gouf Texas Instruments de Ris am Transistormaart.
Aacht Renegades a Fairchild Semiconductor

Déi gréisste Clientë vum Maart, d'US Regierung a Militär, wëllen d'Chips a grousser Zuel a Rakéiten a Rakéiten benotzen, déi wäertvoll Startlaascht erhéijen an d'Zouverlässegkeet vun de Kontrollterminaler verbesseren.Awer d'Transistoren wäerten och haart Operatiounsbedingunge konfrontéieren, verursaacht duerch héich Temperaturen a gewaltsam Schwéngungen.

Germanium verléiert als éischt bei Temperaturen: Germanium Transistoren kënnen Temperaturen vun nëmmen 80°C ausstoen, während d'Militär Ufuerderunge fir eng stabil Operatioun och bei 200°C sinn.Nëmmen Siliziumtransistoren kënnen dës Temperatur widderstoen.
Den traditionelle Siliziumtransistor

Fairchild huet de Prozess erfonnt fir Silizium Transistoren ze maachen, sou datt se sou einfach an effizient wéi gedréckte Bicher maachen a vill méi bëlleg wéi Germanium Transistoren wat de Präis ugeet.Dem Fairchild säi Prozess fir Siliziumtransistoren ze maachen ass rau wéi follegt.

Als éischt gëtt e Layout mat der Hand gezeechent, heiansdo esou grouss datt et eng Mauer ophëlt, an da gëtt d'Zeechnung fotograféiert an op e klengt transluzent Blat reduzéiert, dacks mat zwou Bunnen vun dräi Blieder, déi all eng Schicht vum Circuit representéieren.

Zweetens gëtt eng Schicht vu liichtempfindlechem Material op déi geschnidden a poléiert glat Siliziumwafer applizéiert, an den UV / Laser gëtt benotzt fir de Circuitmuster vun der Transilluminatiounsplack op de Siliziumwafer ze schützen.

Drëttens, Gebidder a Linnen am donkelen Deel vun der Transilluminatiounsblat verloossen onexponéiert Musteren op der Siliziumwafer;dës onexponéiert Mustere ginn mat enger sauerléisung gebotzt, an entweder Hallefleit Gëftstoffer ginn bäigefüügt (Diffusiounstechnik) oder Metallleiter ginn plated.

Véiertens, widderhuelend déi dräi Schrëtt uewendriwwer fir all transluzent Wafer, kënnen eng grouss Zuel vu Transistoren op Siliziumwafere kritt ginn, déi vu weiblechen Aarbechter ënner engem Mikroskop geschnidden ginn an dann mat Drot verbonne sinn, duerno verpackt, getest a verkaaft ginn.

Mat de Siliziumtransistoren, déi a grousse Quantitéite verfügbar sinn, waren déi aacht Renegade Grënner vu Fairchild zu de Firmen, déi nieft esou Risen wéi Texas Instruments stoe konnten.

Déi wichteg Push - Intel
Et war déi spéider Erfindung vum integréierte Circuit, déi d'Dominanz vum Germanium zesummegefaasst huet.Deemools goufen et zwou Technologielinnen, eng fir integréiert Kreesleef op Germaniumchips vun Texas Instruments an eng fir integréiert Circuiten op Siliziumchips vu Fairchild.Fir d'éischt haten déi zwou Firmen e schaarfe Sträit iwwer d'Besëtzer vun de Patenter op den integréierte Circuiten, awer spéider huet de Patentbüro d'Besëtzer vun de Patenter op den integréierte Circuiten vu béide Firmen unerkannt.
Wéi de Fairchild säi Prozess awer méi fortgeschratt war, gouf et de Standard fir integréiert Kreesleef a gëtt haut benotzt.Méi spéit hunn d'Noyce, den Erfinder vum integréierte Circuit, an de Moore, den Erfinder vum Moore säi Gesetz, de Centron Semiconductor verlooss, deen iwwregens allebéid Member vun den "Aacht Traitors" waren.Zesumme mat Grove hunn se dat wat elo déi weltgréisste Hallefleit-Chipfirma, Intel, erstallt huet.
Déi dräi Grënner vun Intel, vu lénks: Grove, Noyce, a Moore

A spéider Entwécklungen huet Intel Siliziumchips gedréckt.Et huet sou Risen wéi Texas Instruments, Motorola, an IBM geschloen fir de Kinnek vum Halbleiterlagerung an CPU Secteur ze ginn.

Wéi Intel den dominante Spiller an der Industrie gouf, huet Silizium och Germanium opgehalen, a wat eemol de Santa Clara Valley war, gouf ëmbenannt "Silicon Valley".Zënterhier sinn Siliziumchips den Äquivalent vun Hallefleitchips an der ëffentlecher Perceptioun ginn.

Germanium huet awer e puer ganz schwiereg Problemer ze léisen, wéi déi vill Interface Mängel vun Hallefleit, schlecht thermesch Stabilitéit, an de Mangel vun dichten oxides.Ausserdeem ass Germanium e rar Element, mat nëmme 7 Deeler pro Millioun an der Äerdkrust, an Germanium Äerz sinn och ganz verspreet.Et ass well Germanium ganz rar an net konzentréiert ass, datt d'Käschte vun de Matière première fir Germanium héich bleiwen;D'Saache si seelen, an déi héich Käschte vu Matière première maachen Germanium Transistoren net méi bëlleg, sou datt et schwéier ass Germanium Transistoren op enger grousser Skala ze produzéieren.

Fuerscher sinn also en Niveau eropgesprongen an hunn d'Element Silizium gekuckt.Dir kënnt soen datt all déi inherent Schwächen vum Germanium déi inherent Stäerkten vum Silizium sinn.

Silizium ass dat zweet am meeschte reichend Element nom Sauerstoff, awer Dir kënnt am Fong keng Siliziummonomere an der Natur fannen;seng heefegste Verbindunge si Silika a Silikater.Vun dësen ass Silika am Tour ee vun den Haaptkomponente vum Sand.Zousätzlech si Verbindunge wéi Feldspat, Granit a Quarz all op Silica-Sauerstoffverbindungen baséiert.

Silizium ass thermesch stabil, huet en dichten, héich dielektrescht konstanten Oxid, a ka ganz einfach mat engem Silizium-Siliciumoxid-Interface mat ganz wéinegen Interfacedefekter virbereet ginn.

Siliziumoxid ass onopléisbar a Waasser (Germaniumoxid ass löslech am Waasser) an onléislech an de meeschte Säuren, wat einfach e perfekte Match fir d'Korrosiounsdrucktechnik ass fir gedréckte Circuitboards.D'Produkt vun dëser Kombinatioun ass den integréierte Circuit Planar Prozess deen bis haut weider geet.