Жаңы жана оригиналдуу TPA3116D2DADR интегралдык схемасы IC Chips электроникалык компоненттери

Жарым өткөргүч микросхемалардын алгачкы күндөрүндө кремний негизги каарман эмес, германий болгон.Биринчи транзистор германий негизиндеги транзистор жана биринчи интегралдык микросхема чип германий чип болгон.
Биринчи транзисторду Биполярдык транзисторду (BJT) ойлоп тапкан Бардин жана Браттон ойлоп тапкан.Биринчи P/N түйүндүү диод Шокли тарабынан ойлоп табылган жана ошол замат Шокли тарабынан иштелип чыккан бул туташуу түрү BJT үчүн стандарттык түзүлүш болуп калды жана бүгүнкү күндө кызматта.Алардын үчөө 1956-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгына да татыктуу болушкан.
Транзисторду жөн гана миниатюралык өчүргүч катары түшүнсө болот.Жарым өткөргүчтүн касиетине жараша N тибиндеги жарым өткөргүчтү фосфор менен, P тибиндеги жарым өткөргүчтү бор менен аралаштыруу аркылуу түзүүгө болот.N-тиби жана P-типтеги жарым өткөргүчтөрдүн айкалышы электрондук микросхемалардын маанилүү структурасы болгон PN түйүнүн түзөт;бул конкреттүү логикалык операцияларды аткарууга мүмкүндүк берет (мисалы, дарбазалар, же дарбазалар, дарбаза эместер ж.б.)
Германийдин, бирок, жарым өткөргүчтөгү көптөгөн интерфейс кемчиликтери, начар жылуулук туруктуулугу жана тыгыз оксиддердин жоктугу сыяктуу өтө татаал көйгөйлөр бар.Анын үстүнө германий сейрек кездешүүчү элемент, жер кыртышында миллиондо 7 гана бөлүктөн турат жана германий рудалары да абдан чачыранды.Бул германий өтө сейрек жана топтолгон эмес болгондуктан, германий үчүн чийки материалдардын баасы жогору бойдон калууда;нерселер сейрек кездешет, сырьёлордун кымбаттыгы германий транзисторлорун арзандатпайт, ошондуктан германий транзисторлорун ири масштабда чыгаруу кыйын.

Ошентип, изилдөөчүлөр бир деңгээлге көтөрүлүп, кремний элементин карашты.Сиз германийге мүнөздүү кемчиликтердин бардыгы кремнийдин мүнөздүү артыкчылыктары деп айта аласыз.

Кремний кычкылтектен кийинки экинчи эң көп элемент, бирок сиз негизинен кремний мономерлерин табияттан таба албайсыз;анын кеңири таралган бирикмелери кремнезем жана силикат болуп саналат.Алардын ичинен кремний диоксиди өз кезегинде кумдун негизги компоненттеринин бири болуп саналат.Мындан тышкары, талаа шпаты, гранит жана кварц сыяктуу кошулмалар кремний-кычкылтек кошулмаларына негизделген.

Кремний термикалык жактан туруктуу, тыгыз, жогорку диэлектрдик туруктуу оксидге ээ жана кремний-кремний оксидинин интерфейси менен оңой эле даярдалышы мүмкүн.

Кремний оксиди сууда эрибейт (германий оксиди сууда эрийт) жана көпчүлүк кислоталарда эрибейт, бул басылган схемалар үчүн колдонулган коррозия басып чыгаруу техникасына эң сонун дал келет.Бул комбинациянын продуктысы интегралдык микросхемалар үчүн жалпак процесс болуп саналат, ал бүгүнкү күнгө чейин уланууда.
Кремний кристалл мамычалары

Силикондун чокуга сапары
Ийгиликсиз ишкана: Шокли эч ким кремний транзисторун жасай албаган учурда чоң рынок мүмкүнчүлүгүн көргөн деп айтылат;ошондуктан ал 1956-жылы Калифорнияда өзүнүн компаниясын ачуу үчүн Bell Labs компаниясын таштап кетти.Тилекке каршы, Шокли жакшы ишкер болгон эмес жана анын бизнесин башкаруу анын академиялык жөндөмүнө салыштырмалуу акылсыздык эле.Ошентип, Шокли өзү германийди кремний менен алмаштыруу дымагын ишке ашырган жок жана анын өмүрүнүн аягына чейин сахна Стэнфорд университетинин подиуму болгон.Ал уюшулгандан бир жыл өткөндөн кийин, ал чогулткан сегиз таланттуу жигит андан жапырт чыгып кетишти жана германийди кремний менен алмаштыруу дымагын дал ушул “сегиз чыккынчы” аягына чыгарышы керек болчу.

Кремний транзисторунун өсүшү

Eight Renegades Fairchild Semiconductor компаниясын негиздегенге чейин германий транзисторлору транзисторлордун үстөмдүк кылуучу рыногу болгон, 1957-жылы Кошмо Штаттарда 30 миллионго жакын транзисторлор, бир миллион гана кремний транзисторлору жана 29 миллионго жакын германий транзисторлору чыгарылган.20% базар үлүшү менен, Texas Instruments транзистор рыногунда гигант болуп калды.
Сегиз Renegades жана Fairchild Semiconductor

Рыноктун эң ири кардарлары, АКШнын өкмөтү жана аскерлери чиптерди ракеталарда жана ракеталарда көп санда колдонууну каалашат, бул баалуу учуруу жүгүн жогорулатуу жана башкаруу терминалдарынын ишенимдүүлүгүн жогорулатуу.Бирок транзисторлор жогорку температура жана катуу титирөөдөн улам келип чыккан катаал иштөө шарттарына да туш болушат.

Температурага келгенде германия биринчилерден болуп жоготот: германий транзисторлору 80°С гана температурага туруштук бере алат, ал эми аскер күчтөрүнүн талаптары 200°Сте да туруктуу иштөө үчүн.Бул температурага кремний транзисторлору гана туруштук бере алат.
салттуу кремний транзистор

Фэрчайлд кремний транзисторлорун жасоо процессин ойлоп таап, аларды басылган китептердей жөнөкөй жана эффективдүү жана баасы боюнча германий транзисторлорунан алда канча арзан кылган.Фэрчайлдын кремний транзисторлорун жасоо процесси төмөнкүдөй одоно.

Биринчиден, макет кол менен чийилип, кээде дубалды ээлей тургандай чоң болот, андан кийин чийме сүрөткө тартылып, кичинекей тунук баракка кыскартылат, көбүнчө үч барактан турган эки тилкелүү, ар бири схеманын катмарын чагылдырат.

Экинчиден, кесилген жана жылмаланган жылмакай кремний пластинасына жарык сезгич материалдын катмары колдонулат, ал эми UV/лазер схеманын үлгүсүн трансиллюминация барагынан кремний пластинкасына коргоо үчүн колдонулат.

Үчүнчүдөн, трансиллюминация барактын караңгы бөлүгүндөгү аймактар ​​жана сызыктар кремний пластинасында ачык эмес калыптарды калтырат;бул ачык эмес үлгүлөр кислота эритмеси менен тазаланат жана жарым өткөргүч аралашмалар кошулат (диффузия техникасы) же металл өткөргүчтөр капталат.

Төртүнчүдөн, ар бир тунук пластинка үчүн жогорудагы үч кадамды кайталап, кремний пластинкаларында көп сандагы транзисторлорду алууга болот, аларды жумушчу аялдар микроскоптун астында кесип, андан кийин зымдарга туташтырышат, анан таңгактап, сынап, сатышат.

Кремний транзисторлору чоң көлөмдө бар болгондон кийин, Fairchild компаниясынын сегиз ренегат негиздөөчүлөрү Texas Instruments сыяктуу гиганттар менен катар тура ала турган компаниялардын катарына кирген.

Маанилүү түрткү - Intel
Бул германийдин үстөмдүгүн жыйынтыктаган интегралдык схеманын кийинки ойлоп табуусу болгон.Ал кезде эки технологиялык линия бар болчу, бири Texas Instruments фирмасынын германий чиптериндеги интегралдык микросхемалар үчүн жана бири Fairchild фирмасынын кремний чиптериндеги интегралдык схемалар үчүн.Адегенде эки компаниянын ортосунда интегралдык микросхемалар боюнча патенттерге ээлик кылуу боюнча катуу талаш-тартыштар болгон, бирок кийин Патенттик ведомство эки компаниянын тең интегралдык микросхемалар боюнча патенттерге ээлик кылуу укугун тааныган.
Бирок, Фэйрчайлдын процесси өнүккөндүктөн, ал интегралдык микросхемалардын стандарты болуп калды жана бүгүнкү күндө дагы колдонулууда.Кийинчерээк интегралдык микросхеманы ойлоп табуучу Нойс менен Мур мыйзамын ойлоп табуучу Мур Центрон жарым өткөргүчтөн кетишти, алар, кокус, экөө тең "Сегиз саткындардын" мүчөлөрү болгон.Гроув менен бирге алар азыр дүйнөдөгү эң ири жарым өткөргүч чип компаниясы болгон Intelди түзүштү.
Intelдин үч негиздөөчүсү, солдон: Гроув, Нойс жана Мур

Кийинки иштеп чыгууларда Intel кремний чиптерин түрттү.Ал Texas Instruments, Motorola жана IBM сыяктуу гиганттарды жеңип, жарым өткөргүчтөрдү сактоо жана CPU секторунун падышасы болуп калды.

Intel өнөр жайда үстөмдүк кылуучу оюнчу болуп калгандыктан, кремний да германийди жок кылды жана бир кездеги Санта-Клара өрөөнү "Кремний өрөөнү" деп аталды.Ошондон бери кремний чиптери коомдук кабылдоодо жарым өткөргүч чиптерге барабар болуп калды.

Ал эми германийде жарым өткөргүчтөрдүн интерфейсинин көптөгөн кемчиликтери, начар термикалык туруктуулук жана тыгыз оксиддердин жоктугу сыяктуу чечүү үчүн өтө татаал маселелер бар.Анын үстүнө германий сейрек кездешүүчү элемент, жер кыртышында миллиондо 7 гана бөлүктөн турат жана германий рудалары да абдан чачыранды.Бул германий өтө сейрек жана топтолгон эмес болгондуктан, германий үчүн чийки материалдардын баасы жогору бойдон калууда;нерселер сейрек кездешет, сырьёлордун кымбаттыгы германий транзисторлорун арзандатпайт, ошондуктан германий транзисторлорун ири масштабда чыгаруу кыйын.

Ошентип, изилдөөчүлөр бир деңгээлге көтөрүлүп, кремний элементин карашты.Сиз германийдин бардык мүнөздүү алсыз жактары кремнийдин күчтүү жактары деп айтууга болот.

Кремний кычкылтектен кийинки экинчи эң көп элемент, бирок сиз негизинен кремний мономерлерин табияттан таба албайсыз;анын кеңири таралган бирикмелери кремнезем жана силикат болуп саналат.Алардын ичинен кремний диоксиди өз кезегинде кумдун негизги компоненттеринин бири болуп саналат.Мындан тышкары, талаа шпаты, гранит жана кварц сыяктуу кошулмалар кремний-кычкылтек кошулмаларына негизделген.

Кремний термикалык жактан туруктуу, тыгыз, жогорку диэлектрдик туруктуу оксидге ээ жана кремний-кремний оксидинин интерфейси менен оңой эле даярдалышы мүмкүн.

Кремний оксиди сууда эрибейт (германий оксиди сууда эрийт) жана көпчүлүк кислоталарда эрибейт, бул басылган схемалар үчүн колдонулган коррозия басып чыгаруу техникасына эң сонун дал келет.Бул комбинациянын продуктысы бүгүнкү күнгө чейин уланып келе жаткан интегралдык микросхема тегиздик процесси.