TPA3116D2DADR Zirkuitu Integratuko IC Chips osagai elektroniko berriak eta jatorrizkoak

Erdieroale txiparen lehen egunetan, silizioa ez zen protagonista nagusia, germanioa bai.Lehenengo transistorea germanioan oinarritutako transistore bat zen eta lehen zirkuitu integratuko txipa germaniozko txipa izan zen.
Lehenengo transistorea Bardeen eta Bratton-ek asmatu zuten, transistore bipolarra (BJT) asmatu zutenak.Lehenengo P/N lotune-diodoa Shockley-k asmatu zuen eta, berehala, Shockley-k diseinatutako lotune-mota hau BJTrako egitura estandarra bihurtu zen eta gaur egun zerbitzuan dago.Hirurek ere Fisikako Nobel Saria jaso zuten urte hartan 1956an.
Transistore bat miniaturazko etengailu gisa uler daiteke.Erdieroalearen propietateen arabera, erdieroalea fosforoz eta P motako erdieroale bat boroz dopatuz era daiteke.N motako eta P motako erdieroaleen konbinazioak PN elkargunea osatzen du, txip elektronikoetan egitura garrantzitsua;horri esker, eragiketa logiko zehatzak egin daitezke (adibidez, with-ates, or-gates, non-gates, etab.)
Germanioak, ordea, oso arazo zailak ditu, hala nola erdieroalearen interfaze-akats ugariak, egonkortasun termiko eskasa eta oxido trinkoen falta.Gainera, germanioa elementu arraroa da, milioiko 7 zati baino ez ditu lurrazalean, eta germanio mineralak ere oso sakabanatuta daude.Germanioa oso arraroa eta kontzentratua ez delako germanioaren lehengaien kostua altua izaten jarraitzen du;gauzak arraroak dira, eta lehengaien kostu altuak germanio transistoreak ez ditu merkeagoak egiten, beraz, zaila da germanio transistoreak eskala handian ekoiztea.

Ikertzaileek, beraz, maila bat gora egin zuten eta silizio-elementuari begiratu zioten.Esan dezakezu germanioaren berezko gabezia guztiak silizioaren berezko abantailak direla.

Silizioa bigarren elementurik ugariena da oxigenoaren atzetik, baina funtsean ezin dituzu naturan silizio monomerorik aurkitu;bere konposatu ohikoenak silizea eta silikatoak dira.Horietatik, silizea, berriz, harearen osagai nagusietako bat da.Gainera, feldespatoa, granitoa eta kuartzoa bezalako konposatuak silize-oxigeno konposatuetan oinarritzen dira.

Silizioa termikoki egonkorra da, konstante dielektriko handiko oxido trinkoa du eta erraz presta daiteke silizio-silizio oxidoaren interfazearekin, oso akats interfacial gutxi dituena.

Silizio oxidoa uretan disolbaezina da (germanio oxidoa uretan disolbaezina da) eta azido gehienetan disolbaezina da, zirkuitu inprimatuetarako erabiltzen den korrosioaren inprimatze-teknikarekin bat datorrena.Konbinazio honen produktua gaur egun arte jarraitzen duen zirkuitu integratuen prozesu laua da.
Silizio kristalezko zutabeak

Silicon-en bidaia gorenera
Porrot egindako venture bat: Shockley-k merkatu aukera izugarria ikusi zuela esaten da oraindik inork siliziozko transistore bat egitea lortu ez zuen garaian;horregatik utzi zuen Bell Labs 1956an Kalifornian bere enpresa sortzeko.Zoritxarrez, Shockley ez zen ekintzaile ona eta bere negozioaren kudeaketa ergel bat zen bere gaitasun akademikoekin alderatuta.Beraz, Shockleyk berak ez zuen germanioa silizioarekin ordezkatzeko anbizioa bete, eta bizitza osorako eszenatokia Stanford Unibertsitateko podiuma izan zen.Sortu eta urtebetera, kontratatu zituen talentu handiko zortzi gazteek beregandik alde egin zuten masiboki, eta "zortzi traidoreak" izan ziren germanioa silizioarekin ordezkatzeko anbizioa osatu behar zutenak.

Silizio transistorearen gorakada

Eight Renegades-ek Fairchild Semiconductor sortu aurretik, germanio transistoreak ziren transistoreen merkatu nagusia, 1957an Estatu Batuetan ia 30 milioi transistore fabrikatu ziren, milioi bat silizio transistore eta ia 29 milioi germanio transistorerekin.%20ko merkatu-kuotarekin, Texas Instruments transistoreen merkatuko erraldoi bihurtu zen.
Eight Renegades eta Fairchild Semiconductor

Merkatuko bezero handienek, AEBetako gobernuak eta militarrek, txipak kopuru handi batean erabili nahi dituzte suziri eta misiletan, jaurtiketa-karga baliotsua areagotuz eta kontrol terminalen fidagarritasuna hobetuz.Baina transistoreek tenperatura altuek eta bibrazio bortitzek eragindako funtzionamendu-baldintza gogorrak ere jasango dituzte.

Germanioa da tenperaturari dagokionez galtzen den lehena: germanio transistoreek 80 °C-ko tenperatura baino ez dute jasan, militarren eskakizunak, berriz, 200 °C-tan ere funtzionamendu egonkorra izatea.Siliziozko transistoreek bakarrik jasan dezakete tenperatura hori.
Siliziozko transistore tradizionala

Fairchild-ek siliziozko transistoreak egiteko prozesua asmatu zuen, liburu inprimatuak bezain sinpleak eta eraginkorrak eta germanio transistoreak baino askoz merkeagoak prezioari dagokionez.Fairchild-en silizio transistoreak egiteko prozesua latza da.

Lehenik eta behin, diseinu bat eskuz marrazten da, batzuetan hain handia non horma bat hartzen du, eta, ondoren, marrazkia argazkia egiten da eta xafla zeharrargi txiki batera murrizten da, askotan hiru xafletako bi bide dituena, bakoitza zirkuitu-geruza bat irudikatzen duena.

Bigarrenik, argi-sentikorra den material geruza bat aplikatzen zaio xerratan eta leundutako siliziozko obleari, eta UV/laserra zirkuitu eredua transilluminazio xaflatik siliziozko oblean babesteko erabiltzen da.

Hirugarrenik, transilluminazio xaflaren zati iluneko eremuek eta lerroek agerian utzi gabeko ereduak uzten dituzte siliziozko oblean;Esposiziorik gabeko eredu horiek disoluzio azido batekin garbitzen dira, eta erdieroaleen ezpurutasunak gehitzen dira (difusio-teknika) edo metalezko eroaleak xaflatzen dira.

Laugarrenik, goiko hiru urratsak errepikatuz oblea zeharrargi bakoitzerako, transistore kopuru handia lor daiteke siliziozko obleetan, emakume langileek mikroskopioan mozten dituztenak eta gero harietara konektatzen direnak, ontziratu, probatu eta saldu.

Siliziozko transistoreak kantitate handietan eskuragarri zeudenez, Fairchild-en zortzi sortzaile errenegatuak Texas Instruments bezalako erraldoien ondoan egon zitezkeen enpresen artean zeuden.

Bultzada garrantzitsua - Intel
Zirkuitu integratuaren ondorengo asmakizuna izan zen germanioaren nagusitasuna laburbiltzen zuena.Garai hartan, bi teknologia-lerro zeuden, bata Texas Instruments-en germanio txipetan egindako zirkuitu integratuetarako eta Fairchild-eko siliziozko txipetako zirkuitu integratuetarako.Hasieran, bi konpainiek eztabaida gogorra izan zuten zirkuitu integratuetako patenteen jabetzaren inguruan, baina geroago Patenteen Bulegoak zirkuitu integratuetako patenteen jabetza aitortu zien bi konpainiei.
Hala ere, Fairchild-en prozesua aurreratuagoa zenez, zirkuitu integratuen estandar bihurtu zen eta gaur egun erabiltzen jarraitzen du.Geroago, Noycek, zirkuitu integratuaren asmatzaileak, eta Moorek, Mooreren Legearen asmatzaileak, Centron Semiconductor utzi zuten, bidenabar, biak "Zortzi Traidore"ko kideak.Groverekin batera, gaur egun munduko txip erdieroaleen konpainiarik handiena dena sortu zuten, Intel.
Intel-en hiru sortzaileak, ezkerretik: Grove, Noyce eta Moore

Ondorengo garapenetan, Intelek siliziozko txipak bultzatu zituen.Texas Instruments, Motorola eta IBM bezalako erraldoiak irabazi ditu erdieroaleen biltegiratze eta CPU sektorearen errege bihurtzeko.

Intel industriako eragile nagusi bihurtu zenez, silizioak germanioa ere amaitu zuen, eta garai batean Santa Clara Valley zena "Silicon Valley" izena hartu zuen.Harrezkero, siliziozko txip erdieroaleen baliokide bihurtu dira pertzepzio publikoan.

Germanioak, ordea, oso arazo zailak ditu konpontzeko, hala nola erdieroaleen interfaze-akats ugariak, egonkortasun termiko eskasa eta oxido trinkoen falta.Gainera, germanioa elementu arraroa da, milioiko 7 zati baino ez ditu lurrazalean, eta germanio mineralak ere oso sakabanatuta daude.Germanioa oso arraroa eta kontzentratua ez delako germanioaren lehengaien kostua altua izaten jarraitzen du;gauzak arraroak dira, eta lehengaien kostu altuak germanio transistoreak ez ditu merkeagoak egiten, beraz, zaila da germanio transistoreak eskala handian ekoiztea.

Ikertzaileek, beraz, maila bat gora egin zuten eta silizio-elementuari begiratu zioten.Esan dezakezu germanioaren berezko ahulgune guztiak silizioaren berezko indarguneak direla.

Silizioa bigarren elementurik ugariena da oxigenoaren atzetik, baina funtsean ezin dituzu naturan silizio monomerorik aurkitu;bere konposatu ohikoenak silizea eta silikatoak dira.Horietatik, silizea, berriz, harearen osagai nagusietako bat da.Gainera, feldespatoa, granitoa eta kuartzoa bezalako konposatuak silize-oxigeno konposatuetan oinarritzen dira.

Silizioa termikoki egonkorra da, konstante dielektriko handiko oxido trinkoa du eta erraz presta daiteke silizio-silizio oxidoaren interfazearekin, oso akats interfacial gutxi dituena.

Silizio oxidoa uretan disolbaezina da (germanio oxidoa uretan disolbaezina da) eta azido gehienetan disolbaezina da, zirkuitu inprimatuetarako erabiltzen den korrosioaren inprimaketa-teknikarekin bat datorrena.Konbinazio honen produktua gaur arte jarraitzen duen zirkuitu integratuko prozesu planarra da.