ថ្មី និងដើម TPA3116D2DADR សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា IC Chips គ្រឿងបន្លាស់អេឡិចត្រូនិច

នៅដើមដំបូងនៃបន្ទះឈីប semiconductor ស៊ីលីកុនមិនមែនជាតួអង្គសំខាន់ទេ germanium គឺ។ត្រង់ស៊ីស្ទ័រដំបូងគឺត្រង់ស៊ីស្ទ័រដែលមានមូលដ្ឋានលើ germanium ហើយបន្ទះសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដំបូងគឺបន្ទះឈីប germanium ។
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រទីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Bardeen និង Bratton ដែលបានបង្កើត transistor bipolar (BJT) ។P/N junction diode ដំបូងបង្អស់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ Shockley ហើយភ្លាមៗនោះ ប្រភេទប្រសព្វនេះត្រូវបានរចនាឡើងដោយ Shockley បានក្លាយជារចនាសម្ព័ន្ធស្តង់ដារសម្រាប់ BJT ហើយមានដំណើរការនៅថ្ងៃនេះ។ពួកគេទាំងបីក៏ទទួលបានរង្វាន់ណូបែលរូបវិទ្យានៅឆ្នាំនោះក្នុងឆ្នាំ 1956។
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រអាចយល់បានយ៉ាងសាមញ្ញថាជាកុងតាក់ខ្នាតតូច។អាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ semiconductor សារធាតុ semiconductor ប្រភេទ N អាចបង្កើតបានដោយការជ្រលក់សារធាតុ semiconductor ជាមួយផូស្វ័រ និង P-type semiconductor ជាមួយ boron ។ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ N-type និង P-type semiconductors បង្កើតបានជាប្រសព្វ PN ដែលជារចនាសម្ព័ន្ធដ៏សំខាន់នៅក្នុងបន្ទះសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិច។នេះអនុញ្ញាតឱ្យប្រតិបត្តិការតក្កវិជ្ជាជាក់លាក់ត្រូវបានអនុវត្ត (ដូចជា ច្រកទ្វារ ឬច្រកទ្វារ មិនមែនច្រក។ល។)
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ Germanium មានបញ្ហាលំបាកខ្លាំងមួយចំនួន ដូចជាបញ្ហាចំណុចប្រទាក់ជាច្រើននៅក្នុង semiconductor ស្ថេរភាពកម្ដៅមិនល្អ និងកង្វះអុកស៊ីដក្រាស់។លើសពីនេះទៅទៀត germanium គឺជាធាតុដ៏កម្រមួយដែលមានត្រឹមតែ 7 ផ្នែកក្នុងមួយលាននៅក្នុងសំបកផែនដី ហើយរ៉ែ germanium ក៏ត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយផងដែរ។វាគឺដោយសារតែ germanium គឺកម្រណាស់ហើយមិនប្រមូលផ្តុំថាតម្លៃនៃវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ germanium នៅតែខ្ពស់;របស់គឺកម្រណាស់ ហើយតម្លៃវត្ថុធាតុដើមខ្ពស់ធ្វើឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium មិនថោកជាង ដូច្នេះហើយវាពិតជាពិបាកក្នុងការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium ក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ។

ដូច្នេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានលោតឡើងមួយកម្រិត ហើយពិនិត្យមើលធាតុស៊ីលីកុន។អ្នក​អាច​និយាយ​បាន​ថា រាល់​ការ​ខ្វះខាត​ពី​កំណើត​របស់ germanium គឺ​ជា​គុណសម្បត្តិ​របស់​ស៊ីលីកុន។

ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដ៏សម្បូរបែបបំផុតទីពីរបន្ទាប់ពីអុកស៊ីហ៊្សែន ប៉ុន្តែជាទូទៅអ្នកមិនអាចរកឃើញម៉ូណូម័រស៊ីលីកុននៅក្នុងធម្មជាតិបានទេ។សមាសធាតុទូទៅបំផុតរបស់វាគឺស៊ីលីកានិងស៊ីលីកេត។ក្នុងចំណោមសារធាតុទាំងនេះ ស៊ីលីកាគឺជាសមាសធាតុសំខាន់មួយនៃខ្សាច់។លើសពីនេះទៀត សមាសធាតុដូចជា feldspar ថ្មក្រានីត និងរ៉ែថ្មខៀវ សុទ្ធតែមានមូលដ្ឋានលើសមាសធាតុស៊ីលីកា-អុកស៊ីហ្សែន។

ស៊ីលីកុនមានស្ថេរភាពកម្ដៅ មានអុកស៊ីដថេរ dielectric ខ្ពស់ និងអាចត្រូវបានរៀបចំយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយនឹងចំណុចប្រទាក់ស៊ីលីកុន - ស៊ីលីកុនអុកស៊ីតជាមួយនឹងពិការភាពផ្នែកខាងក្នុងតិចតួចបំផុត។

ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដមិនរលាយក្នុងទឹក (អុកស៊ីដ germanium គឺរលាយក្នុងទឹក) និងមិនរលាយក្នុងអាស៊ីតភាគច្រើន ដែលគ្រាន់តែជាការផ្គូផ្គងដ៏ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់បច្ចេកទេសបោះពុម្ពច្រេះដែលប្រើសម្រាប់បន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព។ផលិតផលនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានេះគឺជាដំណើរការផ្ទះល្វែងសម្រាប់សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបន្តរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។
ជួរឈរគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន

ដំណើររបស់ស៊ីលីកុនទៅកំពូល
ការបណ្តាក់ទុនដែលបរាជ័យ៖ វាត្រូវបានគេនិយាយថា Shockley បានឃើញឱកាសទីផ្សារដ៏ធំមួយនៅពេលដែលគ្មាននរណាម្នាក់បានជោគជ័យក្នុងការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុន។នោះហើយជាមូលហេតុដែលគាត់បានចាកចេញពី Bell Labs ក្នុងឆ្នាំ 1956 ដើម្បីចាប់ផ្តើមក្រុមហ៊ុនផ្ទាល់ខ្លួនរបស់គាត់នៅរដ្ឋកាលីហ្វ័រញ៉ា។ជាអកុសល Shockley មិនមែនជាសហគ្រិនល្អទេ ហើយការគ្រប់គ្រងអាជីវកម្មរបស់គាត់គឺជាការងាររបស់មនុស្សល្ងីល្ងើបើប្រៀបធៀបទៅនឹងជំនាញសិក្សារបស់គាត់។ដូច្នេះ Shockley ខ្លួនគាត់មិនបានបំពេញនូវមហិច្ឆតានៃការជំនួស germanium ជាមួយស៊ីលីកុនទេ ហើយដំណាក់កាលពេញមួយជីវិតរបស់គាត់គឺជាវេទិកានៅសាកលវិទ្យាល័យ Stanford ។មួយឆ្នាំបន្ទាប់ពីការបង្កើតរបស់ខ្លួន បុរសវ័យក្មេងដែលមានទេពកោសល្យទាំងប្រាំបីនាក់ដែលគាត់បានជ្រើសរើសបានរត់ចោលជួរពីគាត់ ហើយវាគឺជា "ជនក្បត់ប្រាំបីនាក់" ដែលត្រូវបំពេញមហិច្ឆតានៃការជំនួស germanium ជាមួយស៊ីលីកុន។

ការកើនឡើងនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុន

មុនពេល Eight Renegades បានបង្កើត Fairchild Semiconductor ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium គឺជាទីផ្សារលេចធ្លោសម្រាប់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ដោយមានត្រង់ស៊ីស្ទ័រជិត 30 លានផលិតនៅសហរដ្ឋអាមេរិកក្នុងឆ្នាំ 1957 មានតែ transistors ស៊ីលីកុនមួយលាន និង transistors germanium ជិត 29 លាន។ជាមួយនឹងចំណែកទីផ្សារ 20% Texas Instruments បានក្លាយជាក្រុមហ៊ុនយក្សនៅក្នុងទីផ្សារត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។
ប្រាំបី Renegades និង Fairchild Semiconductor

អតិថិជនដ៏ធំបំផុតរបស់ទីផ្សារគឺរដ្ឋាភិបាល និងយោធាសហរដ្ឋអាមេរិក ចង់ប្រើបន្ទះសៀគ្វីក្នុងចំនួនដ៏ច្រើននៅក្នុងគ្រាប់រ៉ុក្កែត និងកាំជ្រួច បង្កើនបន្ទុកបាញ់បង្ហោះដ៏មានតម្លៃ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពជឿជាក់នៃស្ថានីយត្រួតពិនិត្យ។ប៉ុន្តែត្រង់ស៊ីស្ទ័រក៏នឹងប្រឈមមុខនឹងលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការដ៏អាក្រក់ដែលបណ្តាលមកពីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងការរំញ័រដ៏ហឹង្សា។

Germanium គឺជាឧបករណ៍ដំបូងដែលបាត់បង់នៅពេលដែលវាមកដល់សីតុណ្ហភាព: ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium អាចទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពត្រឹមតែ 80 ° C ខណៈពេលដែលតម្រូវការរបស់យោធាគឺសម្រាប់ប្រតិបត្តិការដែលមានស្ថេរភាពសូម្បីតែនៅ 200 ° C ។មានតែត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុនប៉ុណ្ណោះដែលអាចទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាពនេះបាន។
ត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុនប្រពៃណី

Fairchild បានបង្កើតដំណើរការនៃការបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុន ដែលធ្វើឱ្យវាមានលក្ខណៈសាមញ្ញ និងមានប្រសិទ្ធភាពដូចសៀវភៅដែលបានបោះពុម្ព ហើយមានតម្លៃថោកជាងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium បើនិយាយពីតម្លៃ។ដំណើរការរបស់ Fairchild សម្រាប់ការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុនគឺមានភាពរដុបដូចខាងក្រោម។

ទីមួយ ប្លង់មួយត្រូវបានគូរដោយដៃ ពេលខ្លះធំរហូតដល់ជញ្ជាំងមួយ ហើយបន្ទាប់មកគំនូរត្រូវបានថត ហើយកាត់ទៅជាសន្លឹកតូចល្អិតៗ ជាញឹកញាប់មានពីរផ្លូវនៃបីសន្លឹក ដែលនីមួយៗតំណាងឱ្យស្រទាប់សៀគ្វី។

ទីពីរ ស្រទាប់នៃវត្ថុធាតុងាយនឹងពន្លឺត្រូវបានគេអនុវត្តទៅលើ wafer ស៊ីលីកុនរលោងដែលបានកាត់ និងប៉ូលា ហើយកាំរស្មី UV/laser ត្រូវបានប្រើដើម្បីការពារគំរូសៀគ្វីពីសន្លឹក transillumination ទៅលើ silicon wafer ។

ទីបី តំបន់ និងបន្ទាត់នៅក្នុងផ្នែកងងឹតនៃសន្លឹក transillumination ទុកលំនាំដែលមិនបានលាតត្រដាងនៅលើ wafer ស៊ីលីកុន;គំរូដែលមិនបានលាតត្រដាងទាំងនេះត្រូវបានសម្អាតជាមួយនឹងដំណោះស្រាយអាស៊ីត ហើយទាំងភាពមិនបរិសុទ្ធនៃសារធាតុ semiconductor ត្រូវបានបន្ថែម (បច្ចេកទេសនៃការសាយភាយ) ឬខ្សែលោហៈត្រូវបានលាប។

ទីបួន ការធ្វើម្តងទៀតនូវជំហានទាំងបីខាងលើសម្រាប់ wafer ថ្លានីមួយៗ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រមួយចំនួនធំអាចទទួលបាននៅលើ wafers ស៊ីលីកុន ដែលត្រូវបានកាត់ដោយកម្មករស្ត្រីនៅក្រោមមីក្រូទស្សន៍ ហើយបន្ទាប់មកភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែ បន្ទាប់មកវេចខ្ចប់ សាកល្បង និងលក់។

ជាមួយនឹងត្រង់ស៊ីស្ទ័រស៊ីលីកុនដែលមានក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើន ស្ថាបនិកក្រុមហ៊ុន Fairchild ទាំងប្រាំបីនាក់ ស្ថិតក្នុងចំណោមក្រុមហ៊ុនដែលអាចឈរជាមួយក្រុមហ៊ុនយក្សដូចជា Texas Instruments ។

ការជំរុញដ៏សំខាន់ - ក្រុមហ៊ុន Intel
វាគឺជាការច្នៃប្រឌិតជាបន្តបន្ទាប់នៃសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលសង្ខេបពីភាពលេចធ្លោរបស់ germanium ។នៅពេលនោះ មានខ្សែបច្ចេកវិជ្ជាពីរ ដែលមួយសម្រាប់សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានៅលើបន្ទះសៀគ្វី germanium ពី Texas Instruments និងមួយទៀតសម្រាប់សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នានៅលើបន្ទះសៀគ្វីស៊ីលីកុនពី Fairchild ។ដំបូងឡើយ ក្រុមហ៊ុនទាំងពីរមានជម្លោះយ៉ាងខ្លាំងលើកម្មសិទ្ធិប៉ាតង់លើសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ប៉ុន្តែក្រោយមកការិយាល័យប៉ាតង់បានទទួលស្គាល់ភាពជាម្ចាស់ប៉ាតង់លើសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដោយក្រុមហ៊ុនទាំងពីរ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដោយសារដំណើរការរបស់ Fairchild មានភាពជឿនលឿនជាងមុន វាបានក្លាយជាស្តង់ដារសម្រាប់សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា ហើយបន្តប្រើប្រាស់រហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។ក្រោយមក Noyce ដែលជាអ្នកបង្កើតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា និង Moore ដែលជាអ្នកបង្កើតច្បាប់ Moore បានចាកចេញពី Centron Semiconductor ដែលចៃដន្យទាំងពីរជាសមាជិកនៃ "Eight Traitors" ។រួមគ្នាជាមួយ Grove ពួកគេបានបង្កើតនូវអ្វីដែលឥឡូវនេះជាក្រុមហ៊ុនបន្ទះឈីប semiconductor ដ៏ធំបំផុតរបស់ពិភពលោកគឺ Intel ។
ស្ថាបនិកទាំងបីរបស់ Intel ពីខាងឆ្វេង៖ Grove, Noyce និង Moore

នៅក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ជាបន្តបន្ទាប់ ក្រុមហ៊ុន Intel បានរុញបន្ទះសៀគ្វីស៊ីលីកុន។វាបានយកឈ្នះក្រុមហ៊ុនយក្សដូចជា Texas Instruments, Motorola, និង IBM ដើម្បីក្លាយជាស្តេចនៃផ្នែកផ្ទុកសារធាតុ semiconductor និង CPU ។

នៅពេលដែល Intel បានក្លាយជាអ្នកលេងលេចធ្លោនៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ ស៊ីលីកុនក៏បានបញ្ចប់ germanium ហើយអ្វីដែលធ្លាប់ជា Santa Clara Valley ត្រូវបានប្តូរឈ្មោះទៅជា "Silicon Valley" ។ចាប់តាំងពីពេលនោះមក បន្ទះសៀគ្វីស៊ីលីកុនបានក្លាយទៅជាសមមូលនៃបន្ទះសៀគ្វី semiconductor នៅក្នុងការយល់ឃើញជាសាធារណៈ។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ Germanium មានបញ្ហាលំបាកខ្លាំងក្នុងការដោះស្រាយ ដូចជាពិការភាពចំណុចប្រទាក់ជាច្រើននៃ semiconductors ស្ថេរភាពកម្ដៅមិនល្អ និងកង្វះអុកស៊ីដក្រាស់។លើសពីនេះទៅទៀត germanium គឺជាធាតុដ៏កម្រមួយដែលមានត្រឹមតែ 7 ផ្នែកក្នុងមួយលាននៅក្នុងសំបកផែនដី ហើយរ៉ែ germanium ក៏ត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយផងដែរ។វាគឺដោយសារតែ germanium គឺកម្រណាស់ហើយមិនប្រមូលផ្តុំថាតម្លៃនៃវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ germanium នៅតែខ្ពស់;របស់គឺកម្រណាស់ ហើយតម្លៃវត្ថុធាតុដើមខ្ពស់ធ្វើឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium មិនថោកជាង ដូច្នេះហើយវាពិតជាពិបាកក្នុងការផលិតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ germanium ក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ។

ដូច្នេះ អ្នកស្រាវជ្រាវបានលោតឡើងមួយកម្រិត ហើយពិនិត្យមើលធាតុស៊ីលីកុន។អ្នក​អាច​និយាយ​បាន​ថា​រាល់​ចំណុច​ខ្សោយ​ដែល​មាន​ពី​កំណើត​របស់ germanium គឺ​ជា​ចំណុច​ខ្លាំង​របស់​ស៊ីលីកុន។

ស៊ីលីកុនគឺជាធាតុដ៏សម្បូរបែបបំផុតទីពីរបន្ទាប់ពីអុកស៊ីហ៊្សែន ប៉ុន្តែជាទូទៅអ្នកមិនអាចរកឃើញម៉ូណូម័រស៊ីលីកុននៅក្នុងធម្មជាតិបានទេ។សមាសធាតុទូទៅបំផុតរបស់វាគឺស៊ីលីកានិងស៊ីលីកេត។ក្នុងចំណោមសារធាតុទាំងនេះ ស៊ីលីកាគឺជាសមាសធាតុសំខាន់មួយនៃខ្សាច់។លើសពីនេះទៀត សមាសធាតុដូចជា feldspar ថ្មក្រានីត និងរ៉ែថ្មខៀវ សុទ្ធតែមានមូលដ្ឋានលើសមាសធាតុស៊ីលីកា-អុកស៊ីហ្សែន។

ស៊ីលីកុនមានស្ថេរភាពកម្ដៅ មានអុកស៊ីដថេរ dielectric ខ្ពស់ និងអាចត្រូវបានរៀបចំយ៉ាងងាយស្រួលជាមួយនឹងចំណុចប្រទាក់ស៊ីលីកុន - ស៊ីលីកុនអុកស៊ីតជាមួយនឹងពិការភាពផ្នែកខាងក្នុងតិចតួចបំផុត។

ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដមិនរលាយក្នុងទឹក (អុកស៊ីដ germanium គឺរលាយក្នុងទឹក) និងមិនរលាយក្នុងអាស៊ីតភាគច្រើន ដែលគ្រាន់តែជាការផ្គូផ្គងដ៏ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់បច្ចេកទេសបោះពុម្ពច្រេះដែលប្រើសម្រាប់បន្ទះសៀគ្វីបោះពុម្ព។ផលិតផលនៃការរួមបញ្ចូលគ្នានេះគឺជាដំណើរការផែនការសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាដែលបន្តរហូតមកដល់សព្វថ្ងៃនេះ។