Yeni və orijinal TPA3116D2DADR İnteqrasiya edilmiş dövrə IC Chips elektron komponentləri

Yarımkeçirici çipin ilk günlərində silikon əsas xarakter deyil, germanium idi.İlk tranzistor germanium əsaslı tranzistor və ilk inteqrasiya edilmiş sxem çipi germanium çipi idi.
İlk tranzistor bipolyar tranzistoru (BJT) icad edən Bardin və Bratton tərəfindən icad edilmişdir.İlk P/N keçid diodunu Shockley icad etdi və dərhal Shockley tərəfindən hazırlanmış bu qovşaq növü BJT üçün standart struktur oldu və bu gün xidmətdədir.Onların üçü də həmin il 1956-cı ildə fizika üzrə Nobel mükafatına layiq görüldülər.
Bir tranzistor sadəcə miniatür açar kimi başa düşülə bilər.Yarımkeçiricinin xüsusiyyətlərindən asılı olaraq, yarımkeçirici fosforla, P tipli yarımkeçirici isə borla aşqarlamaqla N tipli yarımkeçirici əmələ gətirmək olar.N tipli və P tipli yarımkeçiricilərin birləşməsi elektron çiplərdə mühüm struktur olan PN qovşağını təşkil edir;bu, xüsusi məntiqi əməliyyatları yerinə yetirməyə imkan verir (məsələn, qapılar, və ya qapılar, qeyri-qapılar və s.)
Bununla belə, Germanium, yarımkeçiricilərdə çoxlu interfeys qüsurları, zəif istilik sabitliyi və sıx oksidlərin olmaması kimi çox çətin problemlərə malikdir.Üstəlik, germanium nadir elementdir, yer qabığında milyonda cəmi 7 hissə var və germanium filizləri də çox səpələnmişdir.Germaniumun çox nadir olması və konsentrasiya edilməməsi səbəbindən germanium üçün xammalın qiyməti yüksək olaraq qalır;şeylər nadirdir və xammalın yüksək qiyməti germanium tranzistorlarını daha ucuz etmir, ona görə də geniş miqyasda germanium tranzistorlarını istehsal etmək çətindir.

Tədqiqatçılar buna görə bir səviyyəyə qalxdılar və silisium elementinə baxdılar.Deyə bilərsiniz ki, germaniumun bütün çatışmazlıqları silikonun özünəməxsus üstünlükləridir.

Silikon oksigendən sonra ikinci ən bol elementdir, lakin siz təbiətdə əsasən silikon monomerlərini tapa bilməzsiniz;onun ən çox yayılmış birləşmələri silisium və silikatlardır.Bunlardan silisium öz növbəsində qumun əsas komponentlərindən biridir.Bundan əlavə, feldispat, qranit və kvars kimi birləşmələrin hamısı silisium-oksigen birləşmələrinə əsaslanır.

Silikon termal cəhətdən sabitdir, sıx, yüksək dielektrik sabit oksidə malikdir və çox az səth qüsurları ilə silikon-silikon oksid interfeysi ilə asanlıqla hazırlana bilər.

Silikon oksid suda həll olunmur (germanium oksidi suda həll olunur) və əksər turşularda həll olunmur, bu, sadəcə olaraq çap dövrə lövhələri üçün istifadə edilən korroziya çapı texnikasına mükəmməl uyğun gəlir.Bu birləşmənin məhsulu bu günə qədər davam edən inteqral sxemlər üçün düz prosesdir.
Silikon kristal sütunlar

Silikonun zirvəyə səyahəti
Uğursuz bir təşəbbüs: Deyilənə görə, Şokli hələ heç kimin silikon tranzistor yaratmağa müvəffəq olmadığı bir vaxtda böyük bazar fürsəti görüb;buna görə 1956-cı ildə Bell Labs-ı tərk edərək Kaliforniyada öz şirkətini yaratdı.Təəssüf ki, Şokli yaxşı bir sahibkar deyildi və onun biznesini idarə etmək onun akademik bacarıqları ilə müqayisədə axmaq bir iş idi.Beləliklə, Şokli özü germaniumun silikonla əvəz edilməsi ambisiyasını yerinə yetirmədi və ömrünün sonuna qədər səhnə Stenford Universitetində podium oldu.Qurulduğundan bir il sonra, onun işə götürdüyü səkkiz istedadlı gənc kütləvi şəkildə ondan uzaqlaşdı və germaniumun silikonla əvəzlənməsi ambisiyasını tamamlamalı olan “səkkiz xain” idi.

Silikon tranzistorun yüksəlişi

Eight Renegades Fairchild Semiconductor-u qurmazdan əvvəl germanium tranzistorları tranzistorlar üçün dominant bazar idi, 1957-ci ildə ABŞ-da təxminən 30 milyon tranzistor, yalnız bir milyon silikon tranzistor və təxminən 29 milyon germanium tranzistoru istehsal edilmişdir.20% bazar payı ilə Texas Instruments tranzistor bazarında nəhəng oldu.
Səkkiz Renegades və Fairchild Semiconductor

Bazarın ən böyük müştəriləri, ABŞ hökuməti və ordusu çiplərdən çoxlu sayda raket və raketlərdə istifadə etmək, qiymətli buraxılış yükünü artırmaq və idarəetmə terminallarının etibarlılığını artırmaq istəyir.Lakin tranzistorlar yüksək temperatur və şiddətli vibrasiya nəticəsində yaranan sərt iş şəraiti ilə də üzləşəcəklər.

Temperatur məsələsində ilk olaraq Germanium itirir: germanium tranzistorları cəmi 80°C temperatura davam edə bilir, ordunun tələbləri isə hətta 200°C-də stabil işləmək üçündür.Bu temperatura yalnız silikon tranzistorlar tab gətirə bilər.
Ənənəvi silikon tranzistor

Fairchild, silikon tranzistorların hazırlanması prosesini icad edərək, onları çap kitabları qədər sadə və səmərəli və qiymət baxımından germanium tranzistorlarından çox daha ucuz hala gətirdi.Silikon tranzistorların hazırlanması üçün Fairchild prosesi aşağıdakı kimi kobuddur.

Birincisi, plan əl ilə çəkilir, bəzən o qədər böyükdür ki, divarı tutur, sonra rəsm şəkli çəkilir və kiçik şəffaf vərəqə endirilir, tez-tez hər biri bir dövrə qatını təmsil edən üç vərəqdən ibarət iki zolaqdan ibarətdir.

İkincisi, dilimlənmiş və cilalanmış hamar silikon vafliyə işığa həssas material təbəqəsi tətbiq olunur və UV/lazer dövrə naxışını transillüminasiya vərəqindən silisium vaflisinə qorumaq üçün istifadə olunur.

Üçüncüsü, transilluminasiya vərəqinin qaranlıq hissəsindəki sahələr və xətlər silikon vaflidə açıq olmayan naxışlar buraxır;bu ifşa olunmamış naxışlar turşu məhlulu ilə təmizlənir və ya yarımkeçirici çirkləri əlavə edilir (diffuziya texnikası) və ya metal keçiricilər örtülür.

Dördüncüsü, hər bir şəffaf vafli üçün yuxarıdakı üç addımı təkrarlayaraq, silisium vaflilərdə çoxlu sayda tranzistorlar əldə edilə bilər ki, onlar mikroskop altında qadın işçilər tərəfindən kəsilir və sonra naqillərə birləşdirilir, sonra qablaşdırılır, sınaqdan keçirilir və satılır.

Böyük miqdarda mövcud olan silikon tranzistorlarla Fairchild-in səkkiz reneqat qurucusu Texas Instruments kimi nəhənglərlə yanaşı dayana biləcək şirkətlər arasında idi.

Əhəmiyyətli təkan - Intel
Bu, germaniumun üstünlüyünü yekunlaşdıran inteqral sxemin sonrakı ixtirası idi.O dövrdə iki texnologiya xətti var idi, biri Texas Instruments-dan germanium çiplərindəki inteqral sxemlər üçün və biri Fairchild-dən silikon çiplər üzərində inteqrasiya edilmiş sxemlər üçün.Əvvəlcə iki şirkət arasında inteqral sxemlər üzrə patentlərin mülkiyyət hüququ ilə bağlı şiddətli mübahisə yarandı, lakin sonradan Patent İdarəsi hər iki şirkət tərəfindən inteqral sxemlər üzrə patentlərin mülkiyyətçiliyini tanıdı.
Bununla belə, Fairchild prosesi daha təkmil olduğundan, o, inteqral sxemlər üçün standart oldu və bu gün də istifadə olunmağa davam edir.Daha sonra inteqral sxemin ixtiraçısı Noys və Mur qanununun ixtiraçısı Mur, yeri gəlmişkən, hər ikisi "Səkkiz xain"in üzvü olan Centron Semiconductor-dan ayrıldılar.Onlar Grove ilə birlikdə indi dünyanın ən böyük yarımkeçirici çip şirkəti olan Intel-i yaratdılar.
Intel-in üç qurucusu, soldan: Grove, Noyce və Moore

Sonrakı inkişaflarda Intel silikon çipləri itələdi.Yarımkeçirici saxlama və CPU sektorunun kralı olmaq üçün Texas Instruments, Motorola və IBM kimi nəhəngləri məğlub etdi.

Intel sənayedə dominant oyunçuya çevrildikcə, silikon da germaniyaya son verdi və bir vaxtlar Santa Clara Vadisi "Silikon Vadisi" adlandırıldı.O vaxtdan bəri, silikon çiplər ictimai qavrayışda yarımkeçirici çiplərin ekvivalentinə çevrildi.

Germanium, lakin yarımkeçiricilərin bir çox interfeys qüsurları, zəif istilik sabitliyi və sıx oksidlərin olmaması kimi həll edilməsi çətin olan bəzi problemlərə malikdir.Üstəlik, germanium nadir elementdir, yer qabığında milyonda cəmi 7 hissə var və germanium filizləri də çox səpələnmişdir.Germaniumun çox nadir olması və konsentrasiya edilməməsi səbəbindən germanium üçün xammalın qiyməti yüksək olaraq qalır;şeylər nadirdir və xammalın yüksək qiyməti germanium tranzistorlarını daha ucuz etmir, ona görə də geniş miqyasda germanium tranzistorlarını istehsal etmək çətindir.

Tədqiqatçılar buna görə bir səviyyəyə qalxdılar və silisium elementinə baxdılar.Deyə bilərsiniz ki, germaniumun bütün zəif cəhətləri silikonun güclü tərəfləridir.

Silikon oksigendən sonra ikinci ən bol elementdir, lakin siz təbiətdə əsasən silikon monomerlərini tapa bilməzsiniz;onun ən çox yayılmış birləşmələri silisium və silikatlardır.Bunlardan silisium öz növbəsində qumun əsas komponentlərindən biridir.Bundan əlavə, feldispat, qranit və kvars kimi birləşmələrin hamısı silisium-oksigen birləşmələrinə əsaslanır.

Silikon termal cəhətdən sabitdir, sıx, yüksək dielektrik sabit oksidə malikdir və çox az səth qüsurları ilə silikon-silikon oksid interfeysi ilə asanlıqla hazırlana bilər.

Silikon oksid suda həll olunmur (germanium oksidi suda həll olunur) və əksər turşularda həll olunmur, bu, sadəcə olaraq çap dövrə lövhələri üçün istifadə edilən korroziya çapı texnikasına mükəmməl uyğun gəlir.Bu birləşmənin məhsulu bu günə qədər davam edən inteqral sxem planar prosesidir.