Bago at orihinal na TPA3116D2DADR Integrated circuit IC Chips na mga bahagi ng electronics

Sa mga unang araw ng semiconductor chip, ang silikon ay hindi ang pangunahing karakter, ang germanium ay.Ang unang transistor ay isang germanium-based transistor at ang unang integrated circuit chip ay isang germanium chip.
Ang unang transistor ay naimbento nina Bardeen at Bratton, na nag-imbento ng bipolar transistor (BJT).Ang unang P/N junction diode ay naimbento ni Shockley at, kaagad, itong uri ng junction na idinisenyo ni Shockley ay naging karaniwang istraktura para sa BJT at nasa serbisyo ngayon.Ang tatlo sa kanila ay ginawaran din ng Nobel Prize sa Physics sa taong iyon noong 1956.
Ang isang transistor ay maaari lamang maunawaan bilang isang miniature switch.Depende sa mga katangian ng semiconductor, ang isang N-type na semiconductor ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng doping ng semiconductor na may phosphorus at isang P-type na semiconductor na may boron.Ang kumbinasyon ng N-type at P-type semiconductors ay bumubuo sa PN junction, isang mahalagang istraktura sa electronic chips;nagbibigay-daan ito sa mga partikular na operasyong lohika na maisagawa (tulad ng may-gate, or-gate, non-gate, atbp.)
Gayunpaman, ang Germanium ay may ilang napakahirap na problema, tulad ng maraming mga depekto sa interface sa semiconductor, mahinang thermal stability, at kakulangan ng mga siksik na oxide.Bukod dito, ang germanium ay isang bihirang elemento, na may 7 bahagi lamang bawat milyon sa crust ng lupa, at ang germanium ores ay napakalat din.Ito ay dahil ang germanium ay napakabihirang at hindi puro na ang halaga ng mga hilaw na materyales para sa germanium ay nananatiling mataas;bihira ang mga bagay, at dahil sa mataas na halaga ng mga hilaw na materyales, hindi mas mura ang germanium transistors, kaya mahirap gumawa ng germanium transistors sa malaking sukat.

Ang mga mananaliksik, samakatuwid, ay tumalon ng isang antas at tumingin sa elementong silikon.Maaari mong sabihin na ang lahat ng mga likas na kakulangan ng germanium ay likas na pakinabang ng silikon.

Ang Silicon ay ang pangalawang pinaka-masaganang elemento pagkatapos ng oxygen, ngunit karaniwang hindi mo mahahanap ang mga silikon na monomer sa kalikasan;ang pinakakaraniwang compound nito ay silica at silicates.Sa mga ito, ang silica naman ay isa sa mga pangunahing bahagi ng buhangin.Bilang karagdagan, ang mga compound tulad ng feldspar, granite, at quartz ay lahat ay batay sa silica-oxygen compound.

Ang Silicon ay thermally stable, may siksik, mataas na dielectric constant oxide, at madaling maihanda gamit ang silicon-silicon oxide interface na may napakakaunting mga depekto sa interface.

Ang silicone oxide ay hindi matutunaw sa tubig (ang germanium oxide ay natutunaw sa tubig) at hindi matutunaw sa karamihan ng mga acid, na isang perpektong tugma para sa corrosion printing technique na ginagamit para sa mga naka-print na circuit board.Ang produkto ng kumbinasyong ito ay ang patag na proseso para sa mga integrated circuit na nagpapatuloy hanggang ngayon.
Mga haligi ng silikon na kristal

Ang paglalakbay ni Silicon sa tuktok
Isang bigong pakikipagsapalaran: Sinasabing nakakita si Shockley ng malaking oportunidad sa pamilihan noong panahong wala pang nagtagumpay sa paggawa ng silicon transistor;kaya naman umalis siya sa Bell Labs noong 1956 para magsimula ng sarili niyang kumpanya sa California.Sa kasamaang palad, si Shockley ay hindi isang mahusay na negosyante at ang kanyang pamamahala sa negosyo ay isang hangal na gawain kumpara sa kanyang mga kasanayan sa akademiko.Kaya si Shockley mismo ay hindi tumupad sa ambisyon na palitan ang germanium ng silikon, at ang yugto para sa natitirang bahagi ng kanyang buhay ay ang podium sa Stanford University.Isang taon matapos itong itatag, ang walong mahuhusay na binata na kanyang na-recruit ay lumihis sa kanya nang maramihan, at ito ay ang "walong taksil" na dapat kumpletuhin ang ambisyon na palitan ang germanium ng silikon.

Ang pagtaas ng silikon transistor

Bago itinatag ng Eight Renegades ang Fairchild Semiconductor, ang mga germanium transistor ay ang nangingibabaw na merkado para sa mga transistor, na may halos 30 milyong mga transistor na ginawa sa Estados Unidos noong 1957, isang milyong mga silikon na transistor at halos 29 na milyong mga germanium transistor.Sa 20% market share, naging higante ang Texas Instruments sa transistor market.
Eight Renegades at Fairchild Semiconductor

Ang mga pinakamalaking customer ng merkado, ang gobyerno at militar ng US, ay gustong gumamit ng mga chips sa malalaking numero sa mga rocket at missiles, na nagdaragdag ng mahalagang pag-load ng paglulunsad at pagpapabuti ng pagiging maaasahan ng mga control terminal.Ngunit haharapin din ng mga transistor ang malupit na kundisyon sa pagpapatakbo na dulot ng mataas na temperatura at marahas na vibrations.

Ang Germanium ang unang natalo pagdating sa temperatura: ang mga germanium transistor ay maaaring makatiis ng mga temperatura na 80°C lamang, habang ang mga kinakailangan ng militar ay para sa matatag na operasyon kahit na sa 200°C.Tanging ang mga transistor ng silikon ang makatiis sa temperaturang ito.
Ang tradisyonal na silikon transistor

Inimbento ni Fairchild ang proseso ng paggawa ng mga silikon na transistors, na ginagawa itong kasing simple at episyente gaya ng mga naka-print na libro at mas mura kaysa sa germanium transistors sa mga tuntunin ng presyo.Ang proseso ng Fairchild para sa paggawa ng mga silikon na transistor ay magaspang gaya ng mga sumusunod.

Una, ang isang layout ay iginuhit sa pamamagitan ng kamay, kung minsan ay napakalaki na ito ay tumatagal ng isang pader, at pagkatapos ay ang pagguhit ay kukunan ng larawan at binabawasan sa isang maliit na translucent sheet, madalas na may dalawang linya ng tatlong mga sheet, bawat isa ay kumakatawan sa isang layer ng circuitry.

Pangalawa, ang isang layer ng light-sensitive na materyal ay inilalapat sa hiniwa at pinakintab na makinis na silicon na wafer, at ang UV/laser ay ginagamit upang protektahan ang pattern ng circuit mula sa transillumination sheet papunta sa silicon wafer.

Pangatlo, ang mga lugar at linya sa madilim na bahagi ng transillumination sheet ay nag-iiwan ng mga hindi nakalantad na pattern sa silicon wafer;nililinis ang mga hindi nalantad na pattern na ito gamit ang acid solution, at alinman sa mga semiconductor impurities ay idinagdag (diffusion technique) o metal conductors ay nilagyan ng plated.

Pang-apat, ang pag-uulit ng tatlong hakbang sa itaas para sa bawat translucent na wafer, maraming transistor ang maaaring makuha sa mga silicon na wafer, na pinuputol ng mga babaeng manggagawa sa ilalim ng mikroskopyo at pagkatapos ay ikinonekta sa mga wire, pagkatapos ay i-package, masuri, at ibenta.

Sa mga silicon transistor na magagamit sa maraming dami, ang walong taksil na tagapagtatag ng Fairchild ay kabilang sa mga kumpanyang maaaring tumayo sa tabi ng mga higante tulad ng Texas Instruments.

Ang mahalagang push - Intel
Ito ay ang kasunod na pag-imbento ng integrated circuit na summed up sa pangingibabaw ng germanium.Noong panahong iyon, mayroong dalawang linya ng teknolohiya, isa para sa mga integrated circuit sa germanium chips mula sa Texas Instruments at isa para sa integrated circuit sa mga silicon chips mula sa Fairchild.Noong una, nagkaroon ng matinding pagtatalo ang dalawang kumpanya sa pagmamay-ari ng mga patent sa integrated circuit, ngunit kalaunan ay kinilala ng Patent Office ang pagmamay-ari ng mga patent sa integrated circuit ng parehong kumpanya.
Gayunpaman, dahil mas advanced ang proseso ng Fairchild, naging pamantayan ito para sa mga integrated circuit at patuloy na ginagamit ngayon.Nang maglaon, si Noyce, ang imbentor ng integrated circuit, at si Moore, ang imbentor ng Moore's Law, ay umalis sa Centron Semiconductor, na, nagkataon, ay parehong miyembro ng "Eight Traitors".Kasama ni Grove, nilikha nila ang ngayon ay pinakamalaking kumpanya ng semiconductor chip sa mundo, ang Intel.
Ang tatlong tagapagtatag ng Intel, mula sa kaliwa: Grove, Noyce, at Moore

Sa kasunod na mga pag-unlad, itinulak ng Intel ang mga silicon chips.Tinalo nito ang mga higante tulad ng Texas Instruments, Motorola, at IBM para maging hari ng semiconductor storage at CPU sector.

Dahil ang Intel ay naging nangingibabaw na manlalaro sa industriya, tinapos din ng silicon ang germanium, at ang dating Santa Clara Valley ay pinalitan ng pangalan na "Silicon Valley".Simula noon, ang silicon chips ay naging katumbas ng semiconductor chips sa pampublikong pang-unawa.

Ang Germanium, gayunpaman, ay may ilang napakahirap na problema na lutasin, tulad ng maraming mga depekto sa interface ng mga semiconductors, mahinang thermal stability, at kakulangan ng mga siksik na oxide.Bukod dito, ang germanium ay isang bihirang elemento, na may 7 bahagi lamang bawat milyon sa crust ng lupa, at ang germanium ores ay napakalat din.Ito ay dahil ang germanium ay napakabihirang at hindi puro na ang halaga ng mga hilaw na materyales para sa germanium ay nananatiling mataas;bihira ang mga bagay, at dahil sa mataas na halaga ng mga hilaw na materyales, hindi mas mura ang germanium transistors, kaya mahirap gumawa ng germanium transistors sa malaking sukat.

Ang mga mananaliksik, samakatuwid, ay tumalon ng isang antas at tumingin sa elementong silikon.Maaari mong sabihin na ang lahat ng likas na kahinaan ng germanium ay likas na lakas ng silikon.

Ang Silicon ay ang pangalawang pinaka-masaganang elemento pagkatapos ng oxygen, ngunit karaniwang hindi mo mahahanap ang mga silikon na monomer sa kalikasan;ang pinakakaraniwang compound nito ay silica at silicates.Sa mga ito, ang silica naman ay isa sa mga pangunahing bahagi ng buhangin.Bilang karagdagan, ang mga compound tulad ng feldspar, granite, at quartz ay lahat ay batay sa silica-oxygen compound.

Ang Silicon ay thermally stable, may siksik, mataas na dielectric constant oxide, at madaling maihanda gamit ang silicon-silicon oxide interface na may napakakaunting mga depekto sa interface.

Ang silicone oxide ay hindi matutunaw sa tubig (ang germanium oxide ay natutunaw sa tubig) at hindi matutunaw sa karamihan ng mga acid, na isang perpektong tugma para sa corrosion printing technique na ginagamit para sa mga naka-print na circuit board.Ang produkto ng kumbinasyong ito ay ang integrated circuit planar na proseso na nagpapatuloy hanggang ngayon.