Nove i originalne TPA3116D2DADR Integrisano kolo IC Chips elektronske komponente

U ranim danima poluprovodničkog čipa, silicijum nije bio glavni lik, germanijum je bio.Prvi tranzistor je bio germanijumski tranzistor, a prvi čip sa integrisanim kolom bio je germanijumski čip.
Prvi tranzistor su izmislili Bardeen i Bratton, koji su izmislili bipolarni tranzistor (BJT).Prvu P/N spojnu diodu je izumio Shockley i odmah je ovaj tip spoja koji je dizajnirao Shockley postao standardna struktura za BJT i ​​danas je u upotrebi.Njih trojica su te 1956. godine dobili i Nobelovu nagradu za fiziku.
Tranzistor se jednostavno može shvatiti kao minijaturni prekidač.Ovisno o svojstvima poluvodiča, poluvodič N-tipa se može formirati dopiranjem poluvodiča fosforom, a poluvodič tipa P borom.Kombinacija poluprovodnika N-tipa i P-tipa formira PN spoj, važnu strukturu u elektronskim čipovima;ovo omogućava izvođenje specifičnih logičkih operacija (kao što su sa-kapija, or-kapija, bez kapija, itd.)
Germanij, međutim, ima neke vrlo teške probleme, kao što su mnogi defekti međusklopa u poluvodiču, loša termička stabilnost i nedostatak gustih oksida.Štaviše, germanijum je redak element, sa samo 7 delova na milion u zemljinoj kori, a rude germanijuma su takođe veoma rasute.Zbog toga što je germanijum veoma redak i nije koncentrisan, cena sirovina za germanijum ostaje visoka;stvari su retke, a visoka cena sirovina ne čini germanijumske tranzistore ništa jeftinijim, tako da je teško proizvoditi germanijumske tranzistore u velikim razmerama.

Istraživači su, stoga, skočili na viši nivo i pogledali element silicijum.Moglo bi se reći da su svi inherentni nedostaci germanijuma inherentne prednosti silicijuma.

Silicijum je drugi najzastupljeniji element nakon kiseonika, ali u suštini ne možete pronaći silicijumske monomere u prirodi;njegovi najčešći spojevi su silicijum i silikati.Od njih, silicijum je zauzvrat jedna od glavnih komponenti peska.Osim toga, spojevi kao što su feldspat, granit i kvarc su svi bazirani na jedinjenjima silicijum-kiseonika.

Silicijum je termički stabilan, ima gust oksid visoke dielektrične konstante i lako se može pripremiti sa interfejsom silicijum-silicijum oksid sa vrlo malo međufaznih defekata.

Silicijum oksid je nerastvorljiv u vodi (germanijum oksid je rastvorljiv u vodi) i nerastvorljiv u većini kiselina, što je jednostavno savršena za korozionu tehniku ​​štampanja koja se koristi za štampane ploče.Proizvod ove kombinacije je ravni proces za integrisana kola koji se nastavlja do danas.
Stupovi od silikonskih kristala

Silikonsko putovanje ka vrhu
Neuspeli poduhvat: Kaže se da je Šokli video ogromnu tržišnu priliku u vreme kada još niko nije uspeo da napravi silicijumski tranzistor;zato je 1956. napustio Bell Labs kako bi osnovao vlastitu kompaniju u Kaliforniji.Nažalost, Šokli nije bio dobar preduzetnik i njegovo poslovno vođenje bilo je glupo u poređenju sa njegovim akademskim veštinama.Dakle, sam Šokli nije ispunio ambiciju zamene germanijuma silicijumom, a pozornica za ostatak njegovog života bila je podijum na Univerzitetu Stanford.Godinu dana nakon osnivanja, osam talentovanih mladića koje je regrutovao masovno je prebjeglo od njega, a „osam izdajnika“ je trebalo da dovrše ambiciju zamjene germanija silicijumom.

Uspon silicijumskog tranzistora

Prije nego što je Eight Renegades osnovao Fairchild Semiconductor, germanijumski tranzistori su bili dominantno tržište za tranzistore, sa skoro 30 miliona tranzistora proizvedenih u Sjedinjenim Državama 1957. godine, samo milion silicijumskih tranzistora i skoro 29 miliona germanijumskih tranzistora.Sa 20% tržišnog udjela, Texas Instruments je postao gigant na tržištu tranzistora.
Osam Renegades i Fairchild Semiconductor

Najveći kupci na tržištu, američka vlada i vojska, žele da koriste čipove u velikom broju u raketama i projektilima, povećavajući vrijedno lansiranje i poboljšavajući pouzdanost kontrolnih terminala.Ali tranzistori će se takođe suočiti sa teškim radnim uslovima uzrokovanim visokim temperaturama i nasilnim vibracijama.

Germanijum je prvi koji gubi kada je temperatura u pitanju: germanijumski tranzistori mogu da izdrže temperature od samo 80°C, dok su vojni zahtevi za stabilan rad čak i na 200°C.Samo silicijumski tranzistori mogu izdržati ovu temperaturu.
Tradicionalni silicijumski tranzistor

Fairchild je izumio proces pravljenja silicijumskih tranzistora, čineći ih jednostavnim i efikasnim kao štampane knjige i mnogo jeftinijim od germanijumskih tranzistora u smislu cene.Fairchildov proces za izradu silicijskih tranzistora je grub kako slijedi.

Prvo, raspored se crta rukom, ponekad toliko velik da zauzme zid, a zatim se crtež fotografiše i svodi na mali prozirni list, često s dvije trake od po tri lista, od kojih svaka predstavlja sloj kola.

Drugo, sloj materijala osjetljivog na svjetlost nanosi se na isečenu i poliranu glatku silikonsku pločicu, a UV/laser se koristi da zaštiti uzorak kola od transiluminacijske ploče na silikonsku pločicu.

Treće, područja i linije u tamnom dijelu transiluminacijske ploče ostavljaju neeksponirane šare na silikonskoj pločici;ovi neeksponirani uzorci se čiste otopinom kiseline i dodaju se poluvodičke nečistoće (tehnika difuzije) ili se metalni provodnici oblažu.

Četvrto, ponavljajući tri gornja koraka za svaku prozirnu pločicu, veliki broj tranzistora se može dobiti na silikonskim pločicama, koje radnice seku pod mikroskopom i zatim spajaju na žice, zatim pakuju, testiraju i prodaju.

Sa silicijumskim tranzistorima dostupnim u velikim količinama, osam odmetnutih osnivača Fairchilda bili su među kompanijama koje su mogle stati uz bok takvim divovima kao što je Texas Instruments.

Važan poticaj - Intel
Kasnije je pronalazak integrisanog kola sažimao dominaciju germanijuma.U to vrijeme postojale su dvije tehnološke linije, jedna za integrirana kola na germanijumskim čipovima kompanije Texas Instruments i jedna za integrisana kola na silicijumskim čipovima iz Fairchild-a.Dve kompanije su u početku imale žestok spor oko vlasništva nad patentima na integrisanim kolima, ali je kasnije Zavod za patente priznao vlasništvo nad patentima na integrisanim kolima obema kompanijama.
Međutim, kako je Fairchildov proces bio napredniji, postao je standard za integrirana kola i nastavlja se koristiti i danas.Kasnije su Noyce, pronalazač integrisanog kola, i Moore, pronalazač Murovog zakona, napustili Centron Semiconductor, koji su, uzgred, oboje bili članovi "Osam izdajnika".Zajedno sa Groveom, stvorili su sada najveću svjetsku kompaniju za proizvodnju poluvodičkih čipova, Intel.
Tri osnivača Intela, slijeva: Grove, Noyce i Moore

U kasnijim razvojima, Intel je gurnuo silikonske čipove.Pobijedio je divove kao što su Texas Instruments, Motorola i IBM da bi postao kralj sektora za skladištenje poluvodiča i CPU.

Kako je Intel postao dominantan igrač u industriji, silicijum je takođe okončao germanijum, a ono što je nekada bila dolina Santa Klare preimenovano je u "Silicijsku dolinu".Od tada su silicijumski čipovi u javnoj percepciji postali ekvivalenti poluvodičkim čipovima.

Germanij, međutim, ima neke vrlo teške probleme za rješavanje, kao što su mnogi defekti međusklopa poluprovodnika, loša termička stabilnost i nedostatak gustih oksida.Štaviše, germanijum je redak element, sa samo 7 delova na milion u zemljinoj kori, a rude germanijuma su takođe veoma rasute.Zbog toga što je germanijum veoma redak i nije koncentrisan, cena sirovina za germanijum ostaje visoka;stvari su retke, a visoka cena sirovina ne čini germanijumske tranzistore ništa jeftinijim, tako da je teško proizvoditi germanijumske tranzistore u velikim razmerama.

Istraživači su, stoga, skočili na viši nivo i pogledali element silicijum.Moglo bi se reći da su sve inherentne slabosti germanijuma inherentne snage silicijuma.

Silicijum je drugi najzastupljeniji element nakon kiseonika, ali u suštini ne možete pronaći silicijumske monomere u prirodi;njegovi najčešći spojevi su silicijum i silikati.Od njih, silicijum je zauzvrat jedna od glavnih komponenti peska.Osim toga, spojevi kao što su feldspat, granit i kvarc su svi bazirani na jedinjenjima silicijum-kiseonika.

Silicijum je termički stabilan, ima gust oksid visoke dielektrične konstante i lako se može pripremiti sa interfejsom silicijum-silicijum oksid sa vrlo malo međufaznih defekata.

Silicijum oksid je nerastvorljiv u vodi (germanijum oksid je rastvorljiv u vodi) i nerastvorljiv u većini kiselina, što je jednostavno savršena za korozionu tehniku ​​štampanja koja se koristi za štampane ploče.Proizvod ove kombinacije je planarni proces integriranog kola koji se nastavlja do danas.