Novaj kaj originalaj TPA3116D2DADR-Integra cirkvito IC Chips elektronikaj komponantoj

En la fruaj tagoj de la duonkondukta blato, silicio ne estis la ĉeffiguro, germanio estis.La unua transistoro estis germanium-bazita transistoro kaj la unua integracirkvitoblato estis germaniumpeceto.
La unua transistoro estis inventita fare de Bardeen kaj Bratton, kiuj inventis la dupolusan transistoron (BJT).La unua P/N krucvojdiodo estis inventita fare de Shockley kaj, tuj, tiu krucvojspeco dizajnita fare de Shockley iĝis la norma strukturo por la BJT kaj estas funkcianta hodiaŭ.La tri el ili ankaŭ ricevis la Nobel-premion pri fiziko tiun jaron en 1956.
Transistoro povas simple esti komprenita kiel miniaturŝaltilo.Depende de la trajtoj de la duonkonduktaĵo, N-tipa duonkonduktaĵo povas esti formita per dopado de la duonkonduktaĵo kun fosforo kaj P-tipa duonkonduktaĵo kun boro.La kombinaĵo de N-tipa kaj P-tipa duonkonduktaĵoj formas la PN-krucvojon, gravan strukturon en elektronikaj blatoj;tio permesas al specifaj logikoperacioj esti faritaj (kiel ekzemple kun-pordegoj, aŭ-pordegoj, ne-pordegoj, ktp.)
Germanio, aliflanke, havas kelkajn tre malfacilajn problemojn, kiel ekzemple la multaj interfacdifektoj en la duonkonduktaĵo, la malbona termika stabileco, kaj la manko de densaj oksidoj.Cetere, germanio estas malofta elemento, kun nur 7 partoj per miliono en la terkrusto, kaj germaniumercoj ankaŭ estas tre disaj.Estas ĉar germanio estas tre malofta kaj ne koncentrita ke la kosto de krudmaterialoj por germanio restas alta;aferoj estas maloftaj, kaj la alta kosto de krudmaterialoj faras germaniajn transistorojn ne pli malmultekostaj, do malfacilas produkti germaniajn transistorojn grandskale.

Esploristoj do suprensaltis nivelon kaj rigardis la elementon silicio.Vi povus diri, ke ĉiuj enecaj mankoj de la germanio estas enecaj avantaĝoj de silicio.

Silicio estas la dua plej abunda elemento post oksigeno, sed oni esence ne povas trovi siliciajn monomerojn en la naturo;ĝiaj plej oftaj kunmetaĵoj estas siliko kaj silikatoj.El tiuj, siliko estas siavice unu el la ĉefaj komponantoj de sablo.Krome, kunmetaĵoj kiel ekzemple feldspato, granito, kaj kvarco estas ĉiuj bazitaj sur silic-oksigenaj kunmetaĵoj.

Silicio estas termike stabila, havas densan, altan dielektrikan konstantan oksidon, kaj povas facile esti preparita per silicio-silicia oksida interfaco kun tre malmultaj intervizaĝaj difektoj.

Silicia rusto estas nesolvebla en akvo (germanio-oksido estas solvebla en akvo) kaj nesolvebla en plej multaj acidoj, kio estas simple perfekta matĉo por la koroda presa tekniko uzata por presitaj cirkvitoj.La produkto de ĉi tiu kombinaĵo estas la plata procezo por integraj cirkvitoj kiu daŭras ĝis hodiaŭ.
Kolonoj de silicio-kristala

La vojaĝo de Silicon al la supro
Malsukcesa entrepreno: Oni diras, ke Shockley vidis grandegan merkatan ŝancon en tempo kiam neniu ankoraŭ sukcesis fari silician transistoron;tial li forlasis Bell Labs en 1956 por komenci sian propran firmaon en Kalifornio.Bedaŭrinde, Shockley ne estis bona entreprenisto kaj lia komerca administrado estis malsaĝa tasko kompare kun liaj akademiaj kapabloj.Do Shockley mem ne plenumis la ambicion anstataŭigi germanion per silicio, kaj la scenejo por la resto de lia vivo estis la podio en Universitato Stanford.Jaron post ĝia fondiĝo, la ok talentaj junuloj, kiujn li varbis, transfuĝis de li amase, kaj estis la "ok perfiduloj" kiuj devis kompletigi la ambicion anstataŭigi germanion per silicio.

La pliiĝo de la silicia transistoro

Antaŭ ol la Ok Renegatoj fondis Fairchild Semiconductor, germaniumtransistoroj estis la domina merkato por transistoroj, kun preskaŭ 30 milionoj da transistoroj produktitaj en Usono en 1957, nur unu miliono da siliciaj transistoroj kaj preskaŭ 29 milionoj da germaniotransistoroj.Kun 20% merkatparto, Texas Instruments iĝis la giganto en la transistormerkato.
Ok Renegatoj kaj Fairchild Semiconductor

La plej grandaj klientoj de la merkato, la usona registaro kaj militistaro, volas uzi la blatojn grandnombre en raketoj kaj misiloj, pliigante la valoran lanĉan ŝarĝon kaj plibonigante la fidindecon de kontrolterminaloj.Sed la transistoroj ankaŭ alfrontos severajn funkciajn kondiĉojn kaŭzitajn de altaj temperaturoj kaj perfortaj vibroj.

Germaniumo estas la unua, kiu perdas se temas pri temperaturo: germaniumtransistoroj povas elteni temperaturojn de nur 80 °C, dum la postuloj de la militistaro estas por stabila funkciado eĉ je 200 °C.Nur siliciaj transistoroj povas elteni ĉi tiun temperaturon.
La tradicia silicia transistoro

Fairchild inventis la procezon de farado de siliciaj transistoroj, igante ilin tiel simplaj kaj efikaj kiel presitaj libroj kaj multe pli malmultekostaj ol germaniumtransistoroj laŭ prezo.La procezo de Fairchild por fari siliciajn transistorojn estas malglata jene.

Unue, aranĝo estas desegnita mane, foje tiel granda ke ĝi prenas muron, kaj tiam la desegnaĵo estas fotita kaj reduktita al eta diafana folio, ofte kun du lenoj de tri folioj, ĉiu reprezentante tavolon de cirkulado.

Due, tavolo de lum-sentema materialo estas aplikata al la tranĉaĵigita kaj polurita glata silicioblato, kaj la UV/lasero estas uzata por protekti la cirkvitan ŝablonon de la translumiga folio sur la silicia oblato.

Trie, areoj kaj linioj en la malhela parto de la translumiga folio lasas neeksponitajn ŝablonojn sur la silicioblato;tiuj neeksponitaj padronoj estas purigitaj per acida solvaĵo, kaj aŭ duonkonduktaĵmalpuraĵoj estas aldonitaj (difuztekniko) aŭ metalkonduktiloj estas tegitaj.

Kvare, ripetante la tri paŝojn supre por ĉiu diafana oblato, grandaj nombroj da transistoroj povas esti akiritaj sur siliciaj oblatoj, kiuj estas tranĉitaj de laboristinoj sub mikroskopo kaj poste konektitaj al dratoj, tiam pakitaj, provitaj kaj venditaj.

Kun la siliciaj transistoroj haveblaj en grandaj kvantoj, la ok renegataj fondintoj de Fairchild estis inter la firmaoj kiuj povis stari apud tiaj gigantoj kiel Texas Instruments.

La grava puŝo - Intel
Ĝi estis la posta invento de la integra cirkvito kiu resumis la dominecon de germanio.Tiutempe, ekzistis du teknologiolinioj, unu por integraj cirkvitoj sur germaniumfritoj de Texas Instruments kaj unu por integraj cirkvitoj sur siliciaj fritoj de Fairchild.Komence, la du firmaoj havis furiozan disputon pri la proprieto de la patentoj sur la integraj cirkvitoj, sed poste la Patentoficejo rekonis la proprieton de la patentoj sur la integraj cirkvitoj de ambaŭ firmaoj.
Tamen, ĉar la procezo de Fairchild estis pli progresinta, ĝi iĝis la normo por integraj cirkvitoj kaj daŭre estas uzita hodiaŭ.Poste, Noyce, la inventinto de la integra cirkvito, kaj Moore, la inventinto de la Juro de Moore, forlasis Centron Semiconductor, kiuj, cetere, estis ambaŭ membroj de la "Ok Perfiduloj".Kune kun Grove, ili kreis kio nun estas la plej granda monda semikonduktaĵa pecetfirmao, Intel.
La tri fondintoj de Intel, de maldekstre: Grove, Noyce, kaj Moore

En postaj evoluoj, Intel puŝis siliciajn blatojn.Ĝi venkis tiajn gigantojn kiel Texas Instruments, Motorola kaj IBM por iĝi la reĝo de la semikonduktaĵa stokado kaj CPU-sektoro.

Ĉar Intel iĝis la domina ludanto en la industrio, silicio ankaŭ finis germanion, kaj kio iam estis Santa Clara Valley estis renomita "Silicon Valley".Ekde tiam, silicio-fritoj fariĝis la ekvivalento de duonkonduktaĵo-fritoj en publika percepto.

Germaniumo tamen havas kelkajn tre malfacilajn problemojn por solvi, kiel ekzemple la multaj interfacdifektoj de duonkonduktaĵoj, malbona termika stabileco, kaj la manko de densaj oksidoj.Cetere, germanio estas malofta elemento, kun nur 7 partoj per miliono en la terkrusto, kaj germaniumercoj ankaŭ estas tre disaj.Estas ĉar germanio estas tre malofta kaj ne koncentrita ke la kosto de krudmaterialoj por germanio restas alta;aferoj estas maloftaj, kaj la alta kosto de krudmaterialoj faras germaniajn transistorojn ne pli malmultekostaj, do malfacilas produkti germaniajn transistorojn grandskale.

Esploristoj do suprensaltis nivelon kaj rigardis la elementon silicio.Vi povus diri, ke ĉiuj enecaj malfortoj de la germanio estas la enecaj fortoj de silicio.

Silicio estas la dua plej abunda elemento post oksigeno, sed oni esence ne povas trovi siliciajn monomerojn en la naturo;ĝiaj plej oftaj kunmetaĵoj estas siliko kaj silikatoj.El tiuj, siliko estas siavice unu el la ĉefaj komponantoj de sablo.Krome, kunmetaĵoj kiel ekzemple feldspato, granito, kaj kvarco estas ĉiuj bazitaj sur silic-oksigenaj kunmetaĵoj.

Silicio estas termike stabila, havas densan, altan dielektrikan konstantan oksidon, kaj povas facile esti preparita per silicio-silicia oksida interfaco kun tre malmultaj intervizaĝaj difektoj.

Silicia rusto estas nesolvebla en akvo (germanio-oksido estas solvebla en akvo) kaj nesolvebla en plej multaj acidoj, kio estas simple perfekta matĉo por la koroda presa tekniko uzata por presitaj cirkvitoj.La produkto de ĉi tiu kombinaĵo estas la integra cirkvito plana procezo kiu daŭras ĝis hodiaŭ.