Нови и оригинални TPA3116D2DADR интегрални схеми IC чипове електронни компоненти

В ранните дни на полупроводниковия чип силицийът не беше основният герой, а германият.Първият транзистор беше базиран на германий, а първият чип с интегрална схема беше германиев чип.
Първият транзистор е изобретен от Бардийн и Братън, които са изобретили биполярния транзистор (BJT).Първият P/N преходен диод е изобретен от Shockley и незабавно този тип преход, проектиран от Shockley, се превърна в стандартна структура за BJT и е в експлоатация днес.Тримата са удостоени и с Нобелова награда за физика същата година през 1956 г.
Транзисторът може просто да се разбира като миниатюрен ключ.В зависимост от свойствата на полупроводника може да се образува полупроводник от N-тип чрез допиране на полупроводника с фосфор и полупроводник от тип P с бор.Комбинацията от N-тип и P-тип полупроводници образува PN прехода, важна структура в електронните чипове;това позволява извършването на специфични логически операции (като с-гейтове, или-гейтове, не-гейтове и т.н.)
Германият обаче има някои много трудни проблеми, като многото интерфейсни дефекти в полупроводника, лошата термична стабилност и липсата на плътни оксиди.Освен това германият е рядък елемент, със само 7 части на милион в земната кора, а германиевите руди също са много разпръснати.Тъй като германият е много рядък и не е концентриран, цената на суровините за германий остава висока;нещата са редки, а високата цена на суровините не прави германиевите транзистори по-евтини, така че е трудно да се произвеждат германиеви транзистори в голям мащаб.

Следователно изследователите скочиха едно ниво нагоре и разгледаха елемента силиций.Може да се каже, че всички присъщи недостатъци на германия са присъщи предимства на силиция.

Силицият е вторият най-разпространен елемент след кислорода, но по същество не можете да намерите силициеви мономери в природата;най-често срещаните му съединения са силициев диоксид и силикати.От тях силициевият диоксид на свой ред е един от основните компоненти на пясъка.В допълнение, съединения като фелдшпат, гранит и кварц са базирани на силициево-кислородни съединения.

Силицият е термично стабилен, има плътен оксид с висока диелектрична константа и може лесно да се приготви с интерфейс силиций-силициев оксид с много малко повърхностни дефекти.

Силициевият оксид е неразтворим във вода (германиевият оксид е разтворим във вода) и неразтворим в повечето киселини, което е просто перфектно съвпадение за техниката за корозионен печат, използвана за печатни платки.Продуктът от тази комбинация е плоският процес за интегрални схеми, който продължава и до днес.
Силициеви кристални колони

Пътуването на силикона към върха
Неуспешно начинание: Говори се, че Шокли е видял огромна пазарна възможност в момент, когато никой все още не е успял да направи силициев транзистор;ето защо той напуска Bell Labs през 1956 г., за да основе собствена компания в Калифорния.За съжаление, Шокли не беше добър предприемач и управлението на неговия бизнес беше глупаво дело в сравнение с неговите академични умения.Така самият Шокли не изпълни амбицията да замени германия със силиций и сцената до края на живота му беше подиумът на Станфордския университет.Година след основаването му, осемте талантливи млади мъже, които той бе вербувал, масово дезертираха от него и именно „осемте предатели“ трябваше да завършат амбицията да заменят германия със силиций.

Възходът на силициевия транзистор

Преди осемте ренегати да основат Fairchild Semiconductor, германиевите транзистори бяха доминиращият пазар за транзистори, с близо 30 милиона транзистора, произведени в Съединените щати през 1957 г., само един милион силициеви транзистора и близо 29 милиона германиеви транзистора.С 20% пазарен дял Texas Instruments стана гигантът на пазара на транзистори.
Eight Renegades и Fairchild Semiconductor

Най-големите клиенти на пазара, правителството и военните на САЩ, искат да използват чиповете в големи количества в ракети и ракети, увеличавайки ценното натоварване при изстрелване и подобрявайки надеждността на контролните терминали.Но транзисторите ще се сблъскат и с тежки условия на работа, причинени от високи температури и силни вибрации.

Германият е първият, който губи по отношение на температурата: германиевите транзистори могат да издържат на температури от само 80°C, докато изискванията на военните са за стабилна работа дори при 200°C.Само силициевите транзистори могат да издържат на тази температура.
Традиционният силициев транзистор

Феърчайлд изобретява процеса за производство на силициеви транзистори, правейки ги прости и ефективни като печатните книги и много по-евтини от германиевите транзистори по отношение на цената.Процесът на Fairchild за производство на силициеви транзистори е груб, както следва.

Първо, оформление се чертае на ръка, понякога толкова голямо, че заема стена, а след това чертежът се снима и намалява до малък полупрозрачен лист, често с две ленти от по три листа, всяка представляваща слой от вериги.

Второ, върху нарязаната и полирана гладка силиконова пластина се нанася слой от светлочувствителен материал и UV/лазерът се използва за защита на модела на веригата от трансилюминационния лист върху силиконовата пластина.

Трето, областите и линиите в тъмната част на трансилюминационния лист оставят неекспонирани модели върху силиконовата пластина;тези неекспонирани шарки се почистват с киселинен разтвор и се добавят или полупроводникови примеси (дифузионна техника), или металните проводници се покриват.

Четвърто, повтаряйки трите стъпки по-горе за всяка полупрозрачна пластина, могат да се получат голям брой транзистори върху силициеви пластини, които се изрязват от работнички под микроскоп и след това се свързват с проводници, след което се опаковат, тестват и продават.

Със силициевите транзистори, налични в големи количества, осемте ренегатни основатели на Fairchild бяха сред компаниите, които биха могли да застанат до такива гиганти като Texas Instruments.

Важният тласък - Intel
Това беше последващото изобретение на интегралната схема, което обобщи господството на германия.По това време имаше две технологични линии, една за интегрални схеми върху германиеви чипове от Texas Instruments и една за интегрални схеми върху силициеви чипове от Fairchild.Първоначално двете компании водят ожесточен спор за собствеността върху патентите върху интегралните схеми, но по-късно Патентното ведомство признава собствеността върху патентите върху интегралните схеми и на двете компании.
Въпреки това, тъй като процесът на Fairchild беше по-напреднал, той стана стандарт за интегрални схеми и продължава да се използва днес.По-късно Нойс, изобретателят на интегралната схема, и Мур, изобретателят на закона на Мур, напуснаха Centron Semiconductor, които между другото бяха членове на "Осемте предатели".Заедно с Grove те създадоха това, което сега е най-голямата компания за полупроводникови чипове в света, Intel.
Тримата основатели на Intel, отляво: Гроув, Нойс и Мур

В следващите разработки Intel наложи силиконовите чипове.Той победи такива гиганти като Texas Instruments, Motorola и IBM, за да стане крал на сектора на полупроводниковото съхранение и CPU.

Тъй като Intel стана доминиращият играч в индустрията, силицийът също сложи край на германия и това, което някога беше долината на Санта Клара, беше преименувано на "Силиконовата долина".Оттогава силициевите чипове се превърнаха в еквивалент на полупроводникови чипове в общественото възприятие.

Германият обаче има някои много трудни проблеми за решаване, като многото интерфейсни дефекти на полупроводниците, лошата термична стабилност и липсата на плътни оксиди.Освен това германият е рядък елемент, със само 7 части на милион в земната кора, а германиевите руди също са много разпръснати.Тъй като германият е много рядък и не е концентриран, цената на суровините за германий остава висока;нещата са редки, а високата цена на суровините не прави германиевите транзистори по-евтини, така че е трудно да се произвеждат германиеви транзистори в голям мащаб.

Следователно изследователите скочиха едно ниво нагоре и разгледаха елемента силиций.Може да се каже, че всички присъщи слабости на германия са присъщи силни страни на силиция.

Силицият е вторият най-разпространен елемент след кислорода, но по същество не можете да намерите силициеви мономери в природата;най-често срещаните му съединения са силициев диоксид и силикати.От тях силициевият диоксид на свой ред е един от основните компоненти на пясъка.В допълнение, съединения като фелдшпат, гранит и кварц са базирани на силициево-кислородни съединения.

Силицият е термично стабилен, има плътен оксид с висока диелектрична константа и може лесно да се приготви с интерфейс силиций-силициев оксид с много малко повърхностни дефекти.

Силициевият оксид е неразтворим във вода (германиевият оксид е разтворим във вода) и неразтворим в повечето киселини, което е просто перфектно съвпадение за техниката за корозионен печат, използвана за печатни платки.Продуктът от тази комбинация е планарният процес на интегрална схема, който продължава и до днес.