Ҷузъҳои электронии нав ва аслии TPA3116D2DADR схемаи интегралии IC Chips

Дар рузхои аввали ба вучуд омадани чипи нимнокилхо кремний хислати асосй набуд, германий буд.Аввалин транзистор транзистор дар асоси германий буд ва аввалин чипи интегралӣ чипи германий буд.
Аввалин транзисторро Бардин ва Браттон, ки транзистори биполяриро (BJT) ихтироъ кардаанд, ихтироъ карданд.Аввалин диоди пайвасти P/N аз ҷониби Шокли ихтироъ карда шуд ва дарҳол ин навъи пайвастшавӣ аз ҷониби Шокли тарҳрезишуда сохтори стандартии BJT гардид ва имрӯз дар хидмат аст.Се нафари онҳо дар ҳамон сол дар соли 1956 низ барандаи ҷоизаи Нобел дар соҳаи физика шуданд.
Транзисторро метавон ба таври оддӣ ҳамчун коммутатори миниатюрӣ фаҳмид.Вобаста ба хосиятҳои нимноқил бо роҳи омехта кардани нимноқил бо фосфор ва нимноқилҳои навъи P бо бор ҳосил кардан мумкин аст.Омезиши нимноқилҳои навъи N ва P-ро ташкил медиҳад, ки пайванди PN, сохтори муҳим дар микросхемаҳои электронӣ мебошад;ин имкон медиҳад, ки амалиёти мушаххаси мантиқӣ иҷро карда шаванд (ба монанди дарвозаҳо, ё дарвозаҳо, дарвозаҳои ғайридавлатӣ ва ғ.)
Бо вуҷуди ин, Германий як қатор мушкилоти хеле душвор дорад, ба монанди нуқсонҳои зиёди интерфейси нимноқил, устувории бади гармӣ ва набудани оксидҳои зич.Гузашта аз ин, германий як унсури нодир аст, ки дар қабати замин ҳамагӣ 7 қисмро дар бар мегирад ва маъданҳои германий низ хеле парокандаанд.Махз аз он сабаб аст, ки германий хеле кам аст ва концентрация нашудааст, ки арзиши ашьёи хоми германий баланд мемонад;чизхо каманд ва арзиши баланди ашьёи хом транзисторхои германийро арзон намегардонад, бинобар ин дар микьёси калон истехсол кардани транзисторхои германий душвор аст.

Аз ин рӯ, муҳаққиқон як сатҳ боло рафтанд ва ба элементи кремний нигоҳ карданд.Шумо метавонед бигӯед, ки ҳамаи камбудиҳои германий бартариҳои хоси кремний мебошанд.

Силикон пас аз оксиген дуввумин элементи фаровон аст, аммо шумо аслан дар табиат мономерҳои кремнийро ёфта наметавонед;пайвастагиҳои маъмултарини он кремний ва силикатҳо мебошанд.Аз инҳо, кремний дар навбати худ яке аз ҷузъҳои асосии қум мебошад.Илова бар ин, пайвастагиҳо ба монанди шпати саҳроӣ, гранит ва кварц ҳама ба пайвастагиҳои кремний-оксиген асос ёфтаанд.

Кремний аз ҷиҳати гармӣ устувор аст, дорои оксиди зиччи доимии диэлектрикӣ мебошад ва метавонад бо интерфейси оксиди кремний ва кремний бо камбудиҳои хеле ками байнисоҳавӣ ба осонӣ омода карда шавад.

Оксиди кремний дар об ҳалнашаванда аст (оксиди германий дар об ҳал мешавад) ва дар аксари кислотаҳо ҳал намешавад, ки ин танҳо барои техникаи чопи зангзании барои тахтаҳои микросхемаҳои чопшуда мувофиқат мекунад.Маҳсули ин комбинатсия раванди ҳамвор барои микросхемаҳои интегралӣ мебошад, ки то имрӯз идома дорад.
Сутунҳои булӯри кремний

Сафари кремний ба боло
Корхонаи ноком: Гуфта мешавад, ки Шокли имкони бузурги бозорро дар замоне дид, ки то ҳол касе дар сохтани транзистори кремний муваффақ нашудааст;аз ин рӯ, вай дар соли 1956 лабораторияи Bell-ро тарк карда, дар Калифорния ширкати худро таъсис дод.Мутаассифона, Шокли соҳибкори хуб набуд ва идоракунии тиҷорати ӯ дар муқоиса бо малакаҳои академии ӯ кори аблаҳона буд.Ҳамин тавр, худи Шокли орзуи иваз кардани германий бо кремнийро иҷро накард ва саҳнаи охири умраш минбари Донишгоҳи Стэнфорд буд.Пас аз як соли таъсиси он, ҳашт ҷавони боистеъдод, ки ӯ ба кор ҷалб карда буд, ба таври оммавӣ аз ӯ дур шуданд ва маҳз “ҳашт хоин” бояд ҳадафи иваз кардани германийро бо кремний анҷом медоданд.

Афзоиши транзистори кремний

Пеш аз таъсиси ҳашт Ренегадҳо Fairchild Semiconductor, транзисторҳои германий бозори бартаридошта барои транзисторҳо буданд, ки дар соли 1957 дар Иёлоти Муттаҳида тақрибан 30 миллион транзисторҳо истеҳсол карда шуданд, танҳо як миллион транзистори кремний ва тақрибан 29 миллион транзисторҳои германий.Бо 20% ҳиссаи бозор, Texas Instruments бузургҷусса дар бозори транзистор гардид.
Ҳашт ренегад ва нимноқил Фэрчайл

Мизоҷони бузургтарини бозор, ҳукумати ИМА ва низомиён мехоҳанд, ки чипҳоро ба миқдори зиёд дар мушакҳо ва мушакҳо истифода баранд, сарбории арзишмандро афзоиш диҳанд ва эътимоднокии терминалҳои идоракуниро беҳтар созанд.Аммо транзисторҳо инчунин ба шароити сахти корӣ дучор хоҳанд шуд, ки аз ҳарорати баланд ва ларзишҳои шадид ба вуҷуд меоянд.

Дар мавриди харорат германия аввалин шуда аз даст меравад: транзисторхои германий ба харорати хамагй 80° тоб меоваранд, хол он ки талаботи харбй барои кори муътадил хатто дар 200°С мебошад.Танҳо транзисторҳои кремний ба ин ҳарорат тоб оварда метавонанд.
Транзистори анъанавии кремний

Фэрчайлд раванди сохтани транзисторҳои кремнийро ихтироъ карда, онҳоро мисли китобҳои чопӣ содда ва самаранок ва аз ҷиҳати нарх нисбат ба транзисторҳои германий хеле арзонтар кард.Раванди Фэрчайлд барои сохтани транзисторҳои кремний ба таври зерин ноҳамвор аст.

Аввалан, нақша бо дастӣ кашида мешавад, баъзан он қадар калон аст, ки деворро мегирад ва сипас расм аксбардорӣ карда мешавад ва ба як варақи ночизи шаффоф, аксар вақт бо ду хати се варақ, ки ҳар кадом як қабати схемаро ифода мекунад, коҳиш медиҳад.

Дуюм, ба вафли кремнийи ҳамвор буридашуда ва сайқалёфта як қабати маводи ҳассос ба рӯшноӣ татбиқ карда мешавад ва ултрабунафш/лазер барои муҳофизат кардани намунаи схема аз варақи трансиллюминатсия ба вафли кремний истифода мешавад.

Сеюм, майдонҳо ва хатҳо дар қисми торикии варақи трансиллюминатсия дар лавҳаи кремнийӣ намунаҳои ошкорнашударо мегузоранд;ин намунаҳои ошкорнашуда бо маҳлули кислота тоза карда мешаванд ва ё ифлосҳои нимноқилҳо илова карда мешаванд (техникаи диффузия) ё ноқилҳои металлӣ пӯшонида мешаванд.

Чаҳорум, се қадами дар боло зикршударо барои ҳар як вафли шаффоф такрор намуда, дар вафли кремнийӣ миқдори зиёди транзисторҳоро метавон ба даст овард, ки онҳоро занони коргар дар зери микроскоп бурида, баъд ба сим пайваст мекунанд, сипас бастабандӣ, озмуда ва ба фурӯш мегузоранд.

Бо транзисторҳои кремнийӣ, ки ба миқдори зиёд дастрасанд, ҳашт муассиси ренегади Fairchild аз ҷумлаи ширкатҳое буданд, ки метавонанд дар паҳлӯи бузургҷуссаҳое ба мисли Texas Instruments истанд.

Такмили муҳим - Intel
Махз ихтирооти минбаъдаи микросхемахои интегралй буд, ки бартарии германийро чамъбаст кард.Он вақт ду хатти технологӣ вуҷуд дошт, яке барои микросхемаҳои интегралӣ дар микросхемаҳои германий аз Texas Instruments ва дигаре барои микросхемаҳои интегралӣ дар микросхемаҳои кремний аз Fairchild.Дар аввал, ду ширкат дар мавриди моликияти патентҳои микросхемаҳои интегралӣ баҳси шадид доштанд, аммо баъдтар Идораи патентӣ моликияти патентҳои микросхемаҳои интегралӣ аз ҷониби ҳарду ширкатро эътироф кард.
Аммо, азбаски раванди Fairchild пешрафтатар буд, он стандарти микросхемаҳои интегралӣ гардид ва ҳоло ҳам истифода мешавад.Баъдтар Нойс, ихтироъкори микросхемаи интегралӣ ва Мур, ихтироъкори қонуни Мур, аз Centron Semiconductor, ки новобаста аз он, ҳарду узви "Ҳашт хоин" буданд, тарк карданд.Якҷоя бо Grove, онҳо он чизеро таъсис доданд, ки ҳоло бузургтарин ширкати чипи нимноқил дар ҷаҳон Intel мебошад.
Се муассиси Intel, аз чап: Гроув, Нойс ва Мур

Дар таҳаввулоти минбаъда, Intel чипҳои кремнийро тела дод.Он аз бузургҷуссаҳое чун Texas Instruments, Motorola ва IBM шикаст хӯрд, то подшоҳи бахши нигаҳдории нимноқилҳо ва CPU шуд.

Вақте ки Intel як бозигари бартаридошта дар ин соҳа шуд, кремний низ германийро ба охир расонд ва водии Санта Клара як вақт "Водии Силикон" номида шуд.Аз он вақт инҷониб, микросхемаҳои кремний дар дарки омма муодили микросхемаҳои нимноқилӣ гардиданд.

Бо вуҷуди ин, Германий як қатор проблемаҳои хеле душворро ҳал кардан мумкин аст, масалан, нуқсонҳои зиёди интерфейси нимноқилҳо, устувории бади гармӣ ва набудани оксидҳои зич.Гузашта аз ин, германий як унсури нодир аст, ки дар қабати замин ҳамагӣ 7 қисмро дар бар мегирад ва маъданҳои германий низ хеле парокандаанд.Махз аз он сабаб аст, ки германий хеле кам аст ва концентрация нашудааст, ки арзиши ашьёи хоми германий баланд мемонад;чизхо каманд ва арзиши баланди ашьёи хом транзисторхои германийро арзон намегардонад, бинобар ин дар микьёси калон истехсол кардани транзисторхои германий душвор аст.

Аз ин рӯ, муҳаққиқон як сатҳ боло рафтанд ва ба элементи кремний нигоҳ карданд.Шумо метавонед бигӯед, ки ҳамаи заъфҳои хоси германий ҷиҳатҳои хоси кремний мебошанд.

Силикон пас аз оксиген дуввумин элементи фаровон аст, аммо шумо аслан дар табиат мономерҳои кремнийро ёфта наметавонед;пайвастагиҳои маъмултарини он кремний ва силикатҳо мебошанд.Аз инҳо, кремний дар навбати худ яке аз ҷузъҳои асосии қум мебошад.Илова бар ин, пайвастагиҳо ба монанди шпати саҳроӣ, гранит ва кварц ҳама ба пайвастагиҳои кремний-оксиген асос ёфтаанд.

Кремний аз ҷиҳати гармӣ устувор аст, дорои оксиди зиччи доимии диэлектрикӣ мебошад ва метавонад бо интерфейси оксиди кремний ва кремний бо камбудиҳои хеле ками байнисоҳавӣ ба осонӣ омода карда шавад.

Оксиди кремний дар об ҳалнашаванда аст (оксиди германий дар об ҳал мешавад) ва дар аксари кислотаҳо ҳал намешавад, ки ин танҳо барои техникаи чопи зангзании барои тахтаҳои микросхемаҳои чопшуда мувофиқат мекунад.Маҳсули ин комбинатсияи интегралии схемаи нақшавӣ мебошад, ки то имрӯз идома дорад.