Nuvellu è uriginale TPA3116D2DADR Circuit integratu IC Chips cumpunenti elettronichi

In i primi tempi di u chip semiconductor, u siliciu ùn era micca u caratteru principale, u germaniu era.U primu transistor era un transistor basatu in germaniu è u primu chip di circuit integratu era un chip di germanium.
U primu transistor hè statu inventatu da Bardeen è Bratton, chì anu inventatu u transistor bipolari (BJT).U primu diodu di junction P/N hè statu inventatu da Shockley è, immediatamente, stu tipu di junction designatu da Shockley hè diventatu a struttura standard per u BJT è hè in serviziu oghje.I trè sò stati ancu premiati u Premiu Nobel in Fisica quellu annu in u 1956.
Un transistor pò esse simplicemente capitu cum'è un switch miniatura.Sicondu e proprietà di u semiconductor, un semiconductor di tipu N pò esse furmatu da doping u semiconductor cù fosforu è un semiconductor di tipu P cù boru.A cumminazzioni di semiconduttori N-tipu è P-tipu forma a junction PN, una struttura impurtante in chips elettronichi;questu permette operazioni logiche specifiche per esse realizatu (cum'è with-gates, or-gates, non-gates, etc.)
Germanium, però, hà qualchì problema assai difficiuli, cum'è i numerosi difetti di l'interfaccia in u semiconductor, a poca stabilità termale è a mancanza di ossidi densi.Inoltre, u germaniu hè un elementu raru, cù solu 7 parte per milione in a crosta di a terra, è i minerali di germaniu sò ancu assai spargugliati.Hè perchè u germaniu hè assai raru è micca cuncentratu chì u costu di materie prime per u germaniu resta altu;e cose sò rari, è l'altu costu di a materia prima rende i transistors germanium micca più prezzu, per quessa hè difficiule di pruduce transistor germanium in grande scala.

I circadori, dunque, saltavanu un livellu è fighjenu l'elementu siliciu.Puderete dì chì tutte e carenze inerenti di u germaniu sò i vantaghji inherenti di u siliciu.

U siliciu hè u sicondu elementu più abbundante dopu l'ossigenu, ma in fondu ùn pudete micca truvà monomeri di siliciu in natura;i so cumposti più cumuni sò silica è silicati.Di questi, a silice hè in turnu unu di i cumpunenti principali di a sabbia.Inoltre, cumposti cum'è feldspar, granitu è ​​quartz sò tutti basati in composti di silice-ossigenu.

U siliciu hè termicamente stabile, hà un densu, altu ossidu dielettricu constantu, è pò esse facilmente preparatu cù una interfaccia d'ossidu di silicium-siliconu cù pochi difetti interfacciali.

L'ossidu di siliciu hè insolubile in l'acqua (l'ossidu di germaniu hè solubile in l'acqua) è insolubile in a maiò parte di l'acidi, chì hè simplicemente un match perfettu per a tecnica di stampa di corrosione utilizata per i circuiti stampati.U pruduttu di sta cumminazione hè u prucessu pianu per i circuiti integrati chì cuntinueghja finu à questu ghjornu.
Colonne di cristallu di siliciu

U viaghju di Silicon à a cima
Una impresa falluta: Si dice chì Shockley hà vistu una grande opportunità di mercatu in un tempu chì nimu ùn avia ancu successu à fà un transistor di siliciu;Hè per quessa ch'ellu abbandunò Bell Labs in u 1956 per inizià a so propria cumpagnia in California.Sfurtunatamente, Shockley ùn era micca un bon entrepreneur è a so gestione di l'imprese era un sbagliu di stupidu cumparatu cù e so cumpetenze accademiche.Allora Shockley stessu ùn hà micca rializatu l'ambizione di rimpiazzà u germaniu cù u siliciu, è u palcuscenicu per u restu di a so vita era u podium à l'Università di Stanford.Un annu dopu à a so fundazione, l'ottu giovani di talentu ch'ellu avia recrutatu anu disertatu da ellu in massa, è sò i "ottu traditori" chì anu da compie l'ambizione di rimpiazzà u germaniu cù u siliciu.

L'ascesa di u transistor di siliciu

Prima chì l'Ottu Renegades fundanu Fairchild Semiconductor, i transistori di germaniu eranu u mercatu dominante per i transistori, cù quasi 30 milioni di transistor fabbricati in i Stati Uniti in u 1957, solu un milione di transistor di siliciu è quasi 29 milioni di transistor di germanium.Cù una quota di mercatu di 20%, Texas Instruments hè diventatu u giant in u mercatu di transistor.
Ottu Renegades è Fairchild Semiconductor

I più grandi clienti di u mercatu, u guvernu è l'armata di i Stati Uniti, volenu utilizà i chips in grande quantità in missili è missili, aumentendu a preziosa carica di lanciamentu è migliurà l'affidabilità di i terminali di cuntrollu.Ma i transistori anu ancu affruntà cundizioni di funziunamentu duru causatu da alte temperature è vibrazioni viulenti.

U germaniu hè u primu à perde quandu si tratta di a temperatura: i transistori di germaniu ponu sustene a temperatura di solu 80 ° C, mentre chì i requisiti militari sò per un funziunamentu stabile ancu à 200 ° C.Solu i transistors di siliciu ponu sustene sta temperatura.
U transistor di siliciu tradiziunale

Fairchild hà inventatu u prucessu di fà transistors di siliciu, facendu cusì simplici è efficaci cum'è i libri stampati è assai più prezzu di i transistori di germaniu in termini di prezzu.U prucessu di Fairchild per a fabricazione di transistori di siliciu hè aspra cum'è seguitu.

Prima, un layout hè disegnatu da a manu, qualchì volta cusì grande chì piglia un muru, è dopu u disegnu hè fotografiatu è ridutta à una minuscula foglia traslucida, spessu cù duie corsie di trè fogli, ognuna chì rapprisenta una strata di circuiteria.

In siconda, una strata di materiale sensibile à a luce hè appiicata à l'oblea di silicone liscia tagliata è pulita, è l'UV / laser hè utilizatu per prutege u patronu di circuitu da a foglia di transilluminazione nantu à l'ostia di siliciu.

In terzu, i zoni è e linii in a parte scura di a foglia di transilluminazione lascianu mudelli senza esposizioni nantu à l'oblea di silicone;sti mudelli unexposed sò puliti cù una suluzione àcitu, è o impurità semiconductor sò aghjuntu (tecnica di diffusione) o cunduttori metalli sò plated.

Quartu, ripetendu i trè passi sopra per ogni wafer trasluzente, un gran numaru di transistori pò esse acquistatu nantu à i wafers di silicium, chì sò tagliati da i travagliadori di e donne sottu à un microscopiu è dopu cunnessi à i fili, dopu imballati, pruvati è venduti.

Cù i transistori di siliciu dispunibuli in grande quantità, l'ottu fundatori rinnegati di Fairchild eranu trà e cumpagnie chì puderanu stà à fiancu à i giganti cum'è Texas Instruments.

L'impurtante spinta - Intel
Hè stata l'invenzione sussegwente di u circuitu integratu chì riassume a dominanza di germanium.À l'epica, ci era duie linee tecnologiche, una per i circuiti integrati nantu à chips di germanium da Texas Instruments è una per circuiti integrati nantu à chips di siliciu da Fairchild.À u principiu, e duie cumpagnie avianu una disputa feroce nantu à a pruprietà di i brevetti nantu à i circuiti integrati, ma più tardi l'Uffiziu di Brevetti ricunnosce a pruprietà di e patenti nantu à i circuiti integrati da e duie cumpagnie.
Tuttavia, cum'è u prucessu di Fairchild era più avanzatu, hè diventatu u standard per i circuiti integrati è cuntinueghja à esse usatu oghje.In seguitu, Noyce, l'inventore di u circuitu integratu, è Moore, l'inventore di a Legge di Moore, abbandunonu Centron Semiconductor, chì, incidentalmente, eranu tramindui membri di l'"Ottu traditori".Inseme cù Grove, anu creatu ciò chì hè oghje a più grande cumpagnia di chip di semiconductor di u mondu, Intel.
I trè fundatori di Intel, da a manca: Grove, Noyce è Moore

In i sviluppi successivi, Intel hà spintu chips di siliciu.Hà battutu gianti cum'è Texas Instruments, Motorola è IBM per diventà u rè di u settore di l'almacenamiento di semiconductor è CPU.

Cum'è Intel hè diventatu l'attore dominante in l'industria, u siliciu hà ancu finitu u germaniu, è ciò chì era una volta Santa Clara Valley hè statu rinominatu "Silicon Valley".Da tandu, i chips di siliciu sò diventati l'equivalenti di chips semiconductor in a percepzione publica.

Germanium, però, hà qualchi prublemi assai difficiuli di risolve, cum'è i numerosi difetti di l'interfaccia di semiconduttori, a stabilità termale povira è a mancanza di ossidi densi.Inoltre, u germaniu hè un elementu raru, cù solu 7 parte per milione in a crosta di a terra, è i minerali di germaniu sò ancu assai spargugliati.Hè perchè u germaniu hè assai raru è micca cuncentratu chì u costu di materie prime per u germaniu resta altu;e cose sò rari, è l'altu costu di a materia prima rende i transistors germanium micca più prezzu, per quessa hè difficiule di pruduce transistor germanium in grande scala.

I circadori, dunque, saltavanu un livellu è fighjenu l'elementu siliciu.Puderete dì chì tutte e debule inerenti di u germaniu sò i punti di forza inerenti di u siliciu.

U siliciu hè u sicondu elementu più abbundante dopu l'ossigenu, ma in fondu ùn pudete micca truvà monomeri di siliciu in natura;i so cumposti più cumuni sò silica è silicati.Di questi, a silice hè in turnu unu di i cumpunenti principali di a sabbia.Inoltre, cumposti cum'è feldspar, granitu è ​​quartz sò tutti basati in composti di silice-ossigenu.

U siliciu hè termicamente stabile, hà un densu, altu ossidu dielettricu constantu, è pò esse facilmente preparatu cù una interfaccia d'ossidu di silicium-siliconu cù pochi difetti interfacciali.

L'ossidu di siliciu hè insolubile in l'acqua (l'ossidu di germaniu hè solubile in l'acqua) è insolubile in a maiò parte di l'acidi, chì hè simplicemente un match perfettu per a tecnica di stampa di corrosione utilizata per i circuiti stampati.U pruduttu di sta cumminazione hè u prucessu di circuitu integratu planar chì cuntinueghja à questu ghjornu.