ໃຫມ່ແລະຕົ້ນສະບັບ TPA3116D2DADR ວົງຈອນປະສົມປະສານ IC Chips ອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ

ໃນຕອນຕົ້ນຂອງຊິບ semiconductor, ຊິລິໂຄນບໍ່ແມ່ນລັກສະນະຕົ້ນຕໍ, germanium ແມ່ນ.transistor ທໍາອິດແມ່ນ transistor ທີ່ອີງໃສ່ germanium ແລະ chip ວົງຈອນປະສົມປະສານທໍາອິດແມ່ນ chip germanium.
transistor ທໍາອິດໄດ້ຖືກປະດິດໂດຍ Bardeen ແລະ Bratton, ຜູ້ທີ່ປະດິດ transistor bipolar (BJT).Diode P/N junction diode ທໍາອິດໄດ້ຖືກປະດິດໂດຍ Shockley ແລະ, ທັນທີ, ປະເພດທາງແຍກນີ້ອອກແບບໂດຍ Shockley ໄດ້ກາຍເປັນໂຄງສ້າງມາດຕະຖານສໍາລັບ BJT ແລະໃຫ້ບໍລິການໃນມື້ນີ້.ທັງສາມຄົນນັ້ນຍັງໄດ້ຮັບລາງວັນໂນແບລດ້ານຟີຊິກໃນປີນັ້ນໃນປີ 1956.
A transistor ສາມາດເຂົ້າໃຈພຽງແຕ່ເປັນສະຫຼັບຂະຫນາດນ້ອຍ.ອີງຕາມຄຸນສົມບັດຂອງ semiconductor, ສານ semiconductor N-type ສາມາດຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນໂດຍການ doping semiconductor ກັບ phosphorus ແລະ semiconductor P-type ກັບ boron.ການປະສົມປະສານຂອງ N-type ແລະ P-type semiconductors ປະກອບເປັນ PN junction, ເປັນໂຄງສ້າງທີ່ສໍາຄັນໃນ chip ເອເລັກໂຕຣນິກ;ນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ປະຕິບັດການຕາມເຫດຜົນສະເພາະ (ເຊັ່ນ: ມີປະຕູ, ຫຼືປະຕູ, ບໍ່ແມ່ນປະຕູ, ແລະອື່ນໆ).
Germanium, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ມີບັນຫາຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ຄວາມບົກຜ່ອງໃນການໂຕ້ຕອບຫຼາຍໃນ semiconductor, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ, ແລະການຂາດການອອກຊິເຈນທີ່ຫນາແຫນ້ນ.ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, germanium ແມ່ນອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກ, ມີພຽງແຕ່ 7 ສ່ວນຕໍ່ລ້ານຢູ່ໃນເປືອກໂລກ, ແລະແຮ່ germanium ຍັງກະແຈກກະຈາຍຫຼາຍ.ມັນແມ່ນຍ້ອນວ່າ germanium ແມ່ນຫາຍາກຫຼາຍແລະບໍ່ເຂັ້ມຂຸ້ນທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດຖຸດິບສໍາລັບ germanium ຍັງສູງ;ສິ່ງທີ່ຫາຍາກ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງວັດຖຸດິບເຮັດໃຫ້ transistors germanium ບໍ່ມີລາຄາຖືກກວ່າ, ສະນັ້ນມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຜະລິດ germanium transistors ໃນຂະຫນາດໃຫຍ່.

ດັ່ງນັ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໂດດຂຶ້ນລະດັບຫນຶ່ງແລະເບິ່ງຢູ່ໃນອົງປະກອບ silicon.ທ່ານ​ສາ​ມາດ​ເວົ້າ​ໄດ້​ວ່າ​ຂໍ້​ບົກ​ຜ່ອງ​ທັງ​ຫມົດ​ຂອງ germanium ແມ່ນ​ຄວາມ​ໄດ້​ປຽບ​ຂອງ​ຊິ​ລິ​ຄອນ​.

ຊິລິໂຄນເປັນອົງປະກອບທີ່ອຸດົມສົມບູນທີ່ສຸດອັນດັບສອງຫຼັງຈາກອົກຊີ, ແຕ່ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວທ່ານບໍ່ສາມາດຊອກຫາໂມໂນເມີຊິລິໂຄນໃນທໍາມະຊາດ;ທາດປະສົມທົ່ວໄປທີ່ສຸດຂອງມັນແມ່ນ silica ແລະ silicates.ໃນນັ້ນ, ຊິລິກາແມ່ນ ໜຶ່ງ ໃນສ່ວນປະກອບຫຼັກຂອງດິນຊາຍ.ນອກຈາກນັ້ນ, ທາດປະສົມເຊັ່ນ: feldspar, granite, ແລະ quartz ທັງຫມົດແມ່ນອີງໃສ່ທາດປະສົມ silica-oxygen.

Silicon ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນ, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ມີ dielectric oxide ຄົງທີ່ສູງ, ແລະສາມາດໄດ້ຮັບການກະກຽມໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍດ້ວຍການໂຕ້ຕອບ silicon-silicon oxide ທີ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ interfacial ຫນ້ອຍຫຼາຍ.

Silicon oxide ແມ່ນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາ (germanium oxide ແມ່ນລະລາຍໃນນ້ໍາ) ແລະ insoluble ໃນອາຊິດຫຼາຍທີ່ສຸດ, ຊຶ່ງເປັນພຽງແຕ່ການຈັບຄູ່ທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບເຕັກນິກການພິມ corrosion ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການພິມແຜ່ນວົງຈອນ.ຜະລິດຕະພັນຂອງການປະສົມປະສານນີ້ແມ່ນຂະບວນການຮາບພຽງສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ສືບຕໍ່ມາເຖິງມື້ນີ້.
ຖັນຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນ

ການເດີນທາງຂອງ Silicon ໄປເທິງ
ທຸລະກິດທີ່ລົ້ມເຫລວ: ເວົ້າໄດ້ວ່າ Shockley ໄດ້ເຫັນໂອກາດທາງກາລະຕະຫຼາດອັນໃຫຍ່ຫຼວງໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີໃຜປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການເຮັດ transistor ຊິລິໂຄນ;ນັ້ນແມ່ນເຫດຜົນທີ່ລາວອອກຈາກ Bell Labs ໃນປີ 1956 ເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນບໍລິສັດຂອງຕົນເອງໃນຄາລິຟໍເນຍ.ແຕ່ຫນ້າເສຍດາຍ, Shockley ບໍ່ແມ່ນຜູ້ປະກອບການທີ່ດີແລະການຄຸ້ມຄອງທຸລະກິດຂອງລາວແມ່ນວຽກງານຂອງຄົນໂງ່ເມື່ອທຽບກັບທັກສະທາງວິຊາການຂອງລາວ.ດັ່ງນັ້ນ Shockley ຕົນເອງບໍ່ໄດ້ບັນລຸຄວາມທະເຍີທະຍານຂອງການທົດແທນ germanium ດ້ວຍຊິລິໂຄນ, ແລະເວທີສໍາລັບສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງຊີວິດຂອງລາວແມ່ນ podium ຢູ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Stanford.ຫນຶ່ງປີຫຼັງຈາກການກໍ່ຕັ້ງຂອງຕົນ, ແປດຜູ້ຊາຍໄວຫນຸ່ມທີ່ມີພອນສະຫວັນທີ່ເຂົາໄດ້ຮັບການທົດແທນຈາກເຂົາເປັນມະຫາຊົນ, ແລະມັນແມ່ນ "ແປດຄົນທໍລະຍົດ" ຜູ້ທີ່ຕ້ອງການທີ່ຈະສໍາເລັດຄວາມທະເຍີທະຍານຂອງການທົດແທນ germanium ກັບຊິລິຄອນ.

ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງ transistor ຊິລິໂຄນ

ກ່ອນທີ່ Eight Renegades ກໍ່ຕັ້ງ Fairchild Semiconductor, ເຕີນຊິສເຕີ germanium ແມ່ນຕະຫຼາດທີ່ເດັ່ນຊັດສໍາລັບ transistors, ມີເກືອບ 30 ລ້ານ transistors ທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນສະຫະລັດໃນປີ 1957, ພຽງແຕ່ຫນຶ່ງລ້ານ transistors ຊິລິຄອນແລະເກືອບ 29 ລ້ານ transistors germanium.ດ້ວຍສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ 20%, Texas Instruments ກາຍເປັນຍັກໃຫຍ່ໃນຕະຫຼາດ transistor.
Eight Renegades ແລະ Fairchild Semiconductor

ລູກຄ້າທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຕະຫຼາດ, ລັດຖະບານແລະທະຫານຂອງສະຫະລັດ, ຕ້ອງການໃຊ້ຊິບໃນຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ໃນລູກສອນໄຟແລະລູກສອນໄຟ, ເພີ່ມທະວີການໂຫຼດທີ່ມີຄຸນຄ່າແລະການປັບປຸງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງສະຖານີຄວບຄຸມ.ແຕ່ transistors ຍັງຈະປະເຊີນກັບສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງທີ່ເກີດຈາກອຸນຫະພູມສູງແລະການສັ່ນສະເທືອນທີ່ຮຸນແຮງ.

Germanium ແມ່ນທໍາອິດທີ່ສູນເສຍໄປໃນເວລາທີ່ມັນມາກັບອຸນຫະພູມ: transistors germanium ສາມາດທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມພຽງແຕ່ 80 ° C, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງທະຫານແມ່ນສໍາລັບການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ທີ່ 200 ° C.ມີພຽງແຕ່ transistors ຊິລິໂຄນສາມາດທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມນີ້.
transistor ຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມ

Fairchild ໄດ້ປະດິດຂະບວນການຜະລິດ transistors ຊິລິໂຄນ, ເຮັດໃຫ້ມັນງ່າຍດາຍແລະມີປະສິດທິພາບຄືກັບປື້ມທີ່ພິມອອກແລະມີລາຄາຖືກກວ່າ transistors germanium ໃນດ້ານລາຄາ.ຂະບວນການຂອງ Fairchild ສໍາລັບການເຮັດ transistors ຊິລິຄອນແມ່ນ rough ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.

ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ການຈັດວາງແມ່ນແຕ້ມດ້ວຍມື, ບາງຄັ້ງກໍ່ໃຫຍ່ຫຼາຍເຖິງຝາ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຮູບແຕ້ມໄດ້ຖືກຖ່າຍຮູບແລະຫຼຸດລົງເປັນແຜ່ນແປເລັກນ້ອຍ, ມັກຈະມີສອງເລນສາມແຜ່ນ, ແຕ່ລະແຜ່ນສະແດງເຖິງຊັ້ນຂອງວົງຈອນ.

ອັນທີສອງ, ຊັ້ນຂອງວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ແສງແມ່ນໃຊ້ກັບແຜ່ນ silicon wafer ລຽບແລະຂັດ, ແລະ UV / laser ຖືກໃຊ້ເພື່ອປົກປ້ອງຮູບແບບວົງຈອນຈາກແຜ່ນ transillumination ໃສ່ຊິລິໂຄນ wafer.

ອັນທີສາມ, ພື້ນທີ່ແລະສາຍໃນສ່ວນຊ້ໍາຂອງແຜ່ນ transillumination ປ່ອຍໃຫ້ຮູບແບບ unexposed ສຸດ wafer ຊິລິໂຄນ;ຮູບແບບທີ່ບໍ່ເປີດເຜີຍເຫຼົ່ານີ້ຖືກອະນາໄມດ້ວຍການແກ້ໄຂອາຊິດ, ແລະບໍ່ສະອາດ semiconductor ຈະຖືກເພີ່ມ (ເຕັກນິກການແຜ່ກະຈາຍ) ຫຼືຕົວນໍາໂລຫະຖືກ plated.

ອັນທີສີ່, ເຮັດຊ້ໍາອີກສາມຂັ້ນຕອນຂ້າງເທິງສໍາລັບແຕ່ລະ wafer translucent, ຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ transistors ສາມາດໄດ້ຮັບໃນ wafers ຊິລິໂຄນ, ເຊິ່ງຕັດໂດຍພະນັກງານແມ່ຍິງພາຍໃຕ້ກ້ອງຈຸລະທັດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບສາຍໄຟ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຫຸ້ມຫໍ່, ທົດສອບ, ແລະຂາຍ.

ດ້ວຍ transistors ຊິລິຄອນທີ່ມີຢູ່ໃນປະລິມານຫຼາຍ, ແປດຜູ້ກໍ່ຕັ້ງ Fairchild renegade ແມ່ນຢູ່ໃນບັນດາບໍລິສັດທີ່ສາມາດຢືນຄຽງຂ້າງຍັກໃຫຍ່ເຊັ່ນ Texas Instruments.

ການຊຸກຍູ້ທີ່ສໍາຄັນ - Intel
ມັນແມ່ນການປະດິດສ້າງຕໍ່ໄປຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ສະຫຼຸບເຖິງຄວາມເດັ່ນຂອງ germanium.ໃນເວລານັ້ນ, ມີສອງສາຍເທກໂນໂລຍີ, ສາຍຫນຶ່ງສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານໃນຊິບ germanium ຈາກ Texas Instruments ແລະຫນຶ່ງສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານໃນຊິລິໂຄນຈາກ Fairchild.ໃນຕອນທໍາອິດ, ທັງສອງບໍລິສັດໄດ້ຂັດແຍ້ງກັນຢ່າງຮຸນແຮງກ່ຽວກັບການເປັນເຈົ້າຂອງສິດທິບັດໃນວົງຈອນປະສົມປະສານ, ແຕ່ຕໍ່ມາຫ້ອງການສິດທິບັດໄດ້ຮັບຮູ້ສິດຄວາມເປັນເຈົ້າຂອງຂອງສິດທິບັດໃນວົງຈອນປະສົມປະສານໂດຍທັງສອງບໍລິສັດ.
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກຂະບວນການຂອງ Fairchild ແມ່ນກ້າວຫນ້າທາງດ້ານຫຼາຍ, ມັນໄດ້ກາຍເປັນມາດຕະຖານສໍາລັບວົງຈອນປະສົມປະສານແລະສືບຕໍ່ຖືກນໍາໃຊ້ໃນມື້ນີ້.ຕໍ່ມາ, Noyce, ຜູ້ປະດິດຂອງວົງຈອນປະສົມປະສານ, ແລະ Moore, ຜູ້ປະດິດຂອງ Moore's Law, ໄດ້ປະໄວ້ Centron Semiconductor, ຜູ້ທີ່, ໂດຍບັງເອີນ, ທັງສອງເປັນສະມາຊິກຂອງ "Eight Traitors".ຮ່ວມກັນກັບ Grove, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ສ້າງສິ່ງທີ່ເປັນບໍລິສັດຊິບ semiconductor ທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງໂລກ, Intel.
ສາມຜູ້ກໍ່ຕັ້ງ Intel, ຈາກຊ້າຍ: Grove, Noyce, ແລະ Moore

ໃນການພັດທະນາຕໍ່ມາ, Intel ໄດ້ຍູ້ຊິບຊິລິໂຄນ.ມັນໄດ້ເອົາຊະນະຍັກໃຫຍ່ເຊັ່ນ Texas Instruments, Motorola, ແລະ IBM ເພື່ອກາຍເປັນກະສັດຂອງຂະແຫນງການເກັບຮັກສາ semiconductor ແລະ CPU.

ຍ້ອນວ່າ Intel ກາຍເປັນຜູ້ຫຼິ້ນທີ່ເດັ່ນໃນອຸດສາຫະກໍາ, ຊິລິໂຄນຍັງສິ້ນສຸດ germanium, ແລະສິ່ງທີ່ເຄີຍເປັນ Santa Clara Valley ໄດ້ປ່ຽນຊື່ເປັນ "Silicon Valley".ຕັ້ງແຕ່ນັ້ນມາ, ຊິບຊິລິຄອນໄດ້ກາຍເປັນທຽບເທົ່າຂອງຊິບ semiconductor ໃນການຮັບຮູ້ສາທາລະນະ.

Germanium, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ມີບາງບັນຫາທີ່ຍາກຫຼາຍທີ່ຈະແກ້ໄຂ, ເຊັ່ນ: ຂໍ້ບົກພ່ອງໃນການໂຕ້ຕອບຫຼາຍຂອງ semiconductors, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ, ແລະການຂາດການອອກໄຊທີ່ຫນາແຫນ້ນ.ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, germanium ແມ່ນອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກ, ມີພຽງແຕ່ 7 ສ່ວນຕໍ່ລ້ານຢູ່ໃນເປືອກໂລກ, ແລະແຮ່ germanium ຍັງກະແຈກກະຈາຍຫຼາຍ.ມັນແມ່ນຍ້ອນວ່າ germanium ແມ່ນຫາຍາກຫຼາຍແລະບໍ່ເຂັ້ມຂຸ້ນທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດຖຸດິບສໍາລັບ germanium ຍັງສູງ;ສິ່ງທີ່ຫາຍາກ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງວັດຖຸດິບເຮັດໃຫ້ transistors germanium ບໍ່ມີລາຄາຖືກກວ່າ, ສະນັ້ນມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຜະລິດ germanium transistors ໃນຂະຫນາດໃຫຍ່.

ດັ່ງນັ້ນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໂດດຂຶ້ນລະດັບຫນຶ່ງແລະເບິ່ງຢູ່ໃນອົງປະກອບ silicon.ເຈົ້າສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າຈຸດອ່ອນທັງໝົດຂອງ germanium ແມ່ນຈຸດແຂງຂອງຊິລິຄອນ.

ຊິລິໂຄນເປັນອົງປະກອບທີ່ອຸດົມສົມບູນທີ່ສຸດອັນດັບສອງຫຼັງຈາກອົກຊີ, ແຕ່ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວທ່ານບໍ່ສາມາດຊອກຫາໂມໂນເມີຊິລິໂຄນໃນທໍາມະຊາດ;ທາດປະສົມທົ່ວໄປທີ່ສຸດຂອງມັນແມ່ນ silica ແລະ silicates.ໃນນັ້ນ, ຊິລິກາແມ່ນ ໜຶ່ງ ໃນສ່ວນປະກອບຫຼັກຂອງດິນຊາຍ.ນອກຈາກນັ້ນ, ທາດປະສົມເຊັ່ນ: feldspar, granite, ແລະ quartz ທັງຫມົດແມ່ນອີງໃສ່ທາດປະສົມ silica-oxygen.

Silicon ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນ, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ມີ dielectric oxide ຄົງທີ່ສູງ, ແລະສາມາດໄດ້ຮັບການກະກຽມໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍດ້ວຍການໂຕ້ຕອບ silicon-silicon oxide ທີ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ interfacial ຫນ້ອຍຫຼາຍ.

Silicon oxide ແມ່ນບໍ່ລະລາຍໃນນ້ໍາ (germanium oxide ແມ່ນລະລາຍໃນນ້ໍາ) ແລະ insoluble ໃນອາຊິດຫຼາຍທີ່ສຸດ, ຊຶ່ງເປັນພຽງແຕ່ການຈັບຄູ່ທີ່ສົມບູນແບບສໍາລັບເຕັກນິກການພິມ corrosion ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບການພິມແຜ່ນວົງຈອນ.ຜະລິດຕະພັນຂອງການປະສົມປະສານນີ້ແມ່ນຂະບວນການວາງແຜນວົງຈອນປະສົມປະສານທີ່ສືບຕໍ່ຈົນເຖິງທຸກມື້ນີ້.