नयाँ र मूल TPA3116D2DADR एकीकृत सर्किट आईसी चिप्स इलेक्ट्रोनिक्स घटक

अर्धचालक चिपको प्रारम्भिक दिनहरूमा, सिलिकन मुख्य चरित्र थिएन, जर्मेनियम थियो।पहिलो ट्रान्जिस्टर जर्मेनियममा आधारित ट्रान्जिस्टर थियो र पहिलो एकीकृत सर्किट चिप जर्मेनियम चिप थियो।
पहिलो ट्रान्जिस्टर बार्डिन र ब्राटन द्वारा आविष्कार गरिएको थियो, जसले द्विध्रुवी ट्रान्जिस्टर (BJT) को आविष्कार गर्यो।पहिलो P/N जंक्शन डायोड Shockley द्वारा आविष्कार गरिएको थियो र, तुरुन्तै, Shockley द्वारा डिजाइन गरिएको यो जंक्शन प्रकार BJT को लागि मानक संरचना भयो र आज सेवामा छ।ती तीन जनालाई सन् १९५६ मा भौतिकशास्त्रको नोबेल पुरस्कार पनि दिइएको थियो।
ट्रान्जिस्टरलाई सानो स्विचको रूपमा बुझ्न सकिन्छ।अर्धचालकको गुणहरूमा निर्भर गर्दै, एक एन-टाइप सेमीकन्डक्टरलाई फस्फोरस र पी-टाइप सेमीकन्डक्टरलाई बोरोनसँग डोप गरेर गठन गर्न सकिन्छ।N-प्रकार र P-प्रकार अर्धचालकहरूको संयोजनले PN जंक्शन बनाउँछ, इलेक्ट्रोनिक चिप्समा महत्त्वपूर्ण संरचना;यसले विशेष तर्क कार्यहरू प्रदर्शन गर्न अनुमति दिन्छ (जस्तै-गेटहरू, वा-गेटहरू, गैर-गेटहरू, आदि)।
जर्मेनियममा, तथापि, केहि धेरै कठिन समस्याहरू छन्, जस्तै सेमीकन्डक्टरमा धेरै इन्टरफेस दोषहरू, कमजोर थर्मल स्थिरता, र घने अक्साइडको कमी।यसबाहेक, जर्मेनियम एक दुर्लभ तत्व हो, पृथ्वीको क्रस्टमा प्रति मिलियन मात्र 7 भागहरू छन्, र जर्मेनियम अयस्कहरू पनि धेरै छरिएका छन्।यो किनभने जर्मेनियम धेरै दुर्लभ छ र ध्यान केन्द्रित छैन कि जर्मेनियम को लागि कच्चा माल को लागत उच्च रहन्छ;चीजहरू दुर्लभ छन्, र कच्चा मालको उच्च लागतले जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू सस्तो बनाउँदैन, त्यसैले ठूलो मात्रामा जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू उत्पादन गर्न गाह्रो छ।

अनुसन्धानकर्ताहरू, त्यसैले, एक स्तर माथि उफ्रिए र तत्व सिलिकनमा हेरे।तपाईले भन्न सक्नुहुन्छ कि सबै जर्मेनियमको निहित कमजोरीहरू सिलिकनको निहित फाइदाहरू हुन्।

सिलिकन अक्सिजन पछि दोस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा तत्व हो, तर तपाईले प्रकृतिमा सिलिकन मोनोमरहरू फेला पार्न सक्नुहुन्न;यसको सबैभन्दा सामान्य यौगिकहरू सिलिका र सिलिकेट हुन्।यी मध्ये, सिलिका बारीमा बालुवाको मुख्य घटक मध्ये एक हो।थप रूपमा, फेल्डस्पार, ग्रेनाइट र क्वार्ट्ज जस्ता यौगिकहरू सबै सिलिका-अक्सिजन यौगिकहरूमा आधारित हुन्छन्।

सिलिकन थर्मल रूपमा स्थिर छ, घने, उच्च डाइलेक्ट्रिक स्थिर अक्साइड छ, र सजिलैसँग सिलिकन-सिलिकन अक्साइड इन्टरफेससँग धेरै कम इन्टरफेसियल दोषहरूको साथ तयार गर्न सकिन्छ।

सिलिकन अक्साइड पानीमा अघुलनशील हुन्छ (जर्मेनियम अक्साइड पानीमा घुलनशील हुन्छ) र धेरैजसो एसिडहरूमा अघुलनशील हुन्छ, जुन मुद्रित सर्किट बोर्डहरूको लागि प्रयोग हुने जंग मुद्रण प्रविधिको लागि मात्र एक उत्तम मेल हो।यस संयोजनको उत्पादन एकीकृत सर्किटहरूको समतल प्रक्रिया हो जुन आजसम्म जारी छ।
सिलिकन क्रिस्टल स्तम्भहरू

सिलिकनको शीर्षमा यात्रा
एक असफल उद्यम: यो भनिन्छ कि शक्लीले एक समयमा ठूलो बजार अवसर देखे जब कोही पनि सिलिकन ट्रान्जिस्टर बनाउन सफल भएको थिएन।त्यसकारण उनले क्यालिफोर्नियामा आफ्नै कम्पनी खोल्नको लागि 1956 मा बेल ल्याब्स छोडे।दुर्भाग्यवश, शक्ले राम्रो उद्यमी थिएनन् र उनको शैक्षिक कौशलको तुलनामा उनको व्यवसाय व्यवस्थापन मूर्खको काम थियो।त्यसैले शक्ले आफैले सिलिकनसँग जर्मेनियम प्रतिस्थापन गर्ने महत्वाकांक्षा पूरा गरेनन्, र उनको बाँकी जीवनको लागि स्ट्यानफोर्ड विश्वविद्यालयको पोडियम थियो।यसको स्थापना भएको एक वर्ष पछि, उसले भर्ती गरेका आठ प्रतिभाशाली युवाहरू सामूहिक रूपमा उहाँबाट अलग भए, र यो "आठ देशद्रोहीहरू" थिए जसले सिलिकनसँग जर्मेनियम प्रतिस्थापन गर्ने महत्वाकांक्षा पूरा गर्ने थिए।

सिलिकन ट्रान्जिस्टर को उदय

Eight Renegades ले Fairchild Semiconductor को स्थापना गर्नु अघि, जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू ट्रान्जिस्टरहरूको लागि प्रमुख बजार थियो, 1957 मा संयुक्त राज्यमा लगभग 30 मिलियन ट्रान्जिस्टरहरू, केवल एक मिलियन सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू र लगभग 29 मिलियन जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू थिए।20% बजार साझेदारीको साथ, टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्स ट्रान्जिस्टर बजारमा विशाल भयो।
आठ Renegades र Fairchild अर्धचालक

बजारका सबैभन्दा ठूला ग्राहकहरू, अमेरिकी सरकार र सेना, रकेट र मिसाइलहरूमा ठूलो संख्यामा चिपहरू प्रयोग गर्न चाहन्छन्, मूल्यवान प्रक्षेपण लोड बढाउँदै र नियन्त्रण टर्मिनलहरूको विश्वसनीयता सुधार गर्न चाहन्छन्।तर ट्रान्जिस्टरहरूले उच्च तापक्रम र हिंस्रक कम्पनले गर्दा हुने कठोर अपरेटिङ अवस्थाहरूको पनि सामना गर्नेछ।

जर्मेनियम हार्ने पहिलो हो जब यो तापक्रममा आउँछ: जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरले मात्र 80 डिग्री सेल्सियसको तापक्रम सहन सक्छ, जबकि सेनाको आवश्यकताहरू 200 डिग्री सेल्सियसमा पनि स्थिर सञ्चालनको लागि हो।सिलिकन ट्रान्जिस्टरले मात्र यो तापक्रम सहन सक्छ।
परम्परागत सिलिकन ट्रान्जिस्टर

फेयरचाइल्डले सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू बनाउने प्रक्रिया आविष्कार गरे, तिनीहरूलाई छापिएका पुस्तकहरू जस्तै सरल र प्रभावकारी बनाउन र मूल्यको हिसाबले जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू भन्दा धेरै सस्तो।सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू बनाउनको लागि फेयरचाइल्डको प्रक्रिया निम्नानुसार नराम्रो छ।

पहिले, लेआउट हातले कोरिन्छ, कहिलेकाहीँ यति ठूलो हुन्छ कि यसले पर्खाल लिन्छ, र त्यसपछि रेखाचित्रलाई फोटो खिचिन्छ र सानो पारदर्शी पानामा घटाइन्छ, प्रायः तीनवटा पानाको दुई लेनहरू, प्रत्येकले सर्किटरीको तहलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ।

दोस्रो, प्रकाश-संवेदनशील सामग्रीको एक तह काटिएको र पालिश गरिएको चिकनी सिलिकन वेफरमा लागू गरिन्छ, र यूभी/लेजर सर्किट ढाँचालाई ट्रान्सिल्युमिनेशन पानाबाट सिलिकन वेफरमा जोगाउन प्रयोग गरिन्छ।

तेस्रो, ट्रान्सिल्युमिनेशन पानाको अँध्यारो भागमा रहेका क्षेत्रहरू र रेखाहरूले सिलिकन वेफरमा अनावस्यक ढाँचाहरू छोड्छन्;यी अनपेक्षित ढाँचाहरू एसिड समाधानको साथ सफा गरिन्छ, र या त अर्धचालक अशुद्धताहरू थपिन्छन् (प्रसार प्रविधि) वा धातु कन्डक्टरहरू प्लेट गरिएका हुन्छन्।

चौथो, प्रत्येक पारदर्शी वेफरको लागि माथिका तीनवटा चरणहरू दोहोर्याउँदा, सिलिकन वेफरहरूमा ठूलो संख्यामा ट्रान्जिस्टरहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसलाई महिला कामदारहरूले माइक्रोस्कोपमुनि काट्छन् र त्यसपछि तारहरूमा जोड्छन्, त्यसपछि प्याकेज, परीक्षण र बिक्री गरिन्छ।

सिलिकन ट्रान्जिस्टरहरू ठूलो मात्रामा उपलब्ध हुँदा, फेयरचाइल्डका आठ रिनेगेड संस्थापकहरू टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्स जस्ता दिग्गजहरूसँग उभिन सक्ने कम्पनीहरूमध्ये थिए।

महत्त्वपूर्ण धक्का - इंटेल
यो एकीकृत सर्किटको पछिल्ला आविष्कार थियो जसले जर्मेनियमको प्रभुत्वलाई संक्षेप गर्यो।त्यस समयमा, त्यहाँ दुईवटा टेक्नोलोजी लाइनहरू थिए, एउटा टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्सबाट जर्मेनियम चिप्समा एकीकृत सर्किटहरूका लागि र अर्को फेयरचाइल्डको सिलिकन चिपहरूमा एकीकृत सर्किटहरूको लागि।सुरुमा यी दुई कम्पनीबीच एकीकृत सर्किटको पेटेन्टको स्वामित्वलाई लिएर चर्को विवाद भए पनि पछि प्याटेन्ट कार्यालयले दुवै कम्पनीको एकीकृत सर्किटको पेटेन्टको स्वामित्वलाई मान्यता दिएको थियो ।
यद्यपि, फेयरचाइल्डको प्रक्रिया अझ उन्नत भएकोले, यो एकीकृत सर्किटहरूको लागि मानक बन्यो र आज पनि प्रयोग गर्न जारी छ।पछि, एकीकृत सर्किटका आविष्कारक नोइस र मूरको कानूनका आविष्कारक मूरले सेन्ट्रोन सेमिकन्डक्टर छोडे, जो संयोगवश, दुवै "आठ गद्दारहरू" का सदस्य थिए।ग्रोभसँग मिलेर, तिनीहरूले अहिले संसारको सबैभन्दा ठूलो सेमीकन्डक्टर चिप कम्पनी, इन्टेल सिर्जना गरे।
इंटेलका तीन संस्थापकहरू, बायाँबाट: ग्रोभ, नोइस र मूर

पछिका घटनाक्रमहरूमा, इंटेलले सिलिकन चिप्सलाई धक्का दियो।यसले टेक्सास इन्स्ट्रुमेन्ट्स, मोटोरोला र आईबीएम जस्ता दिग्गजहरूलाई सेमिकन्डक्टर भण्डारण र सीपीयू क्षेत्रको राजा बन्न हरायो।

जसरी इन्टेल उद्योगमा प्रमुख खेलाडी बन्यो, सिलिकनले जर्मेनियमको पनि अन्त्य गर्‍यो, र एक समय सान्ता क्लारा उपत्यकाको नाम "सिलिकन भ्याली" राखियो।तब देखि, सिलिकन चिप्स सार्वजनिक धारणा मा अर्धचालक चिप्स को बराबर भएको छ।

जर्मेनियममा, तथापि, समाधान गर्न केहि धेरै गाह्रो समस्याहरू छन्, जस्तै अर्धचालकहरूको धेरै इन्टरफेस दोषहरू, कमजोर थर्मल स्थिरता, र घने अक्साइडको कमी।यसबाहेक, जर्मेनियम एक दुर्लभ तत्व हो, पृथ्वीको क्रस्टमा प्रति मिलियन मात्र 7 भागहरू छन्, र जर्मेनियम अयस्कहरू पनि धेरै छरिएका छन्।यो किनभने जर्मेनियम धेरै दुर्लभ छ र ध्यान केन्द्रित छैन कि जर्मेनियम को लागि कच्चा माल को लागत उच्च रहन्छ;चीजहरू दुर्लभ छन्, र कच्चा मालको उच्च लागतले जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू सस्तो बनाउँदैन, त्यसैले ठूलो मात्रामा जर्मेनियम ट्रान्जिस्टरहरू उत्पादन गर्न गाह्रो छ।

अनुसन्धानकर्ताहरू, त्यसैले, एक स्तर माथि उफ्रिए र तत्व सिलिकनमा हेरे।तपाईले भन्न सक्नुहुन्छ कि सबै जर्मेनियमको निहित कमजोरीहरू सिलिकनको निहित शक्तिहरू हुन्।

सिलिकन अक्सिजन पछि दोस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा तत्व हो, तर तपाईले प्रकृतिमा सिलिकन मोनोमरहरू फेला पार्न सक्नुहुन्न;यसको सबैभन्दा सामान्य यौगिकहरू सिलिका र सिलिकेट हुन्।यी मध्ये, सिलिका बारीमा बालुवाको मुख्य घटक मध्ये एक हो।थप रूपमा, फेल्डस्पार, ग्रेनाइट र क्वार्ट्ज जस्ता यौगिकहरू सबै सिलिका-अक्सिजन यौगिकहरूमा आधारित हुन्छन्।

सिलिकन थर्मल रूपमा स्थिर छ, घने, उच्च डाइलेक्ट्रिक स्थिर अक्साइड छ, र सजिलैसँग सिलिकन-सिलिकन अक्साइड इन्टरफेससँग धेरै कम इन्टरफेसियल दोषहरूको साथ तयार गर्न सकिन्छ।

सिलिकन अक्साइड पानीमा अघुलनशील हुन्छ (जर्मेनियम अक्साइड पानीमा घुलनशील हुन्छ) र धेरैजसो एसिडहरूमा अघुलनशील हुन्छ, जुन मुद्रित सर्किट बोर्डहरूको लागि प्रयोग हुने क्षरण मुद्रण प्रविधिको लागि मात्र एक उत्तम मेल हो।यो संयोजनको उत्पादन एकीकृत सर्किट प्लानर प्रक्रिया हो जुन आजसम्म जारी छ।