Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Интегральной схемы (ИС) был изобретен во время 1958-1959. Идея объединения электронных схем в единое устройство родилась, когда немецкий физик и инженер Вернер Якоби разработал и запатентовал первый известный интегральный транзисторный усилитель в 1949 году, а британский радиоинженер Джеффри Даммер предложил объединить различные стандартные электронные компоненты в монолитный блок. полупроводниковый кристалл в 1952 году. Год спустя Харвик Джонсон подал патент на прототип ИС. Между 1953 и 1957 годами Сидни Дарлингтон и Ясуо Таруи ( Электротехническая лаборатория) предложил аналогичные конструкции микросхем, в которых несколько транзисторов могли иметь общую активную область, но не было гальванической развязки, отделяющей их друг от друга.

Эти идеи не могли быть реализованы в отрасли до тех пор, пока в конце 1958 г. не произошел прорыв. Три человека из трех американских компаний решили три фундаментальные проблемы, препятствовавшие производству интегральных схем. Джек Килби из Texas Instruments запатентовал принцип интеграции, создал первые прототипы ИС и коммерциализировал их. Изобретением Килби была гибридная интегральная схема (гибридная ИС), а не монолитная интегральная схема (монолитная ИС). [1] В период с конца 1958 по начало 1959 года Курт Леховец из Sprague Electric Company разработал способ электрической изоляции компонентов на кристалле полупроводника, используяИзоляция p – n перехода .

Первый монолитный ИС-чип был изобретен Робертом Нойсом из Fairchild Semiconductor . [2] [3] Он изобрел способ соединения компонентов ИС (алюминиевая металлизация) и предложил улучшенную версию изоляции, основанную на технологии планарного процесса, разработанной Жаном Хорни . 27 сентября 1960 года, используя идеи Нойса и Хорни, группа Джея Ласта из Fairchild Semiconductor создала первую работающую полупроводниковую ИС. Компания Texas Instruments, владеющая патентом на изобретение Килби, начала патентную войну, которая была урегулирована в 1966 году соглашением о перекрестном лицензировании.

Нет единого мнения о том, кто изобрел IC. Американская пресса 1960-х годов называла четырех человек: Килби, Леховец, Нойс и Хорни; в 1970-х список был сокращен до Килби и Нойса. Килби был удостоен Нобелевской премии по физике 2000 года «за участие в изобретении интегральной схемы». [4] В 2000 - е годы, историки Лесли Берлин , [примечания 1] Bo Lojek [примечания 2] и Арджун Саксене [примечания 3] восстановили идею нескольких изобретателей IC и пересмотрела вклад Килби. Современные микросхемы ИС основаны на монолитной ИС Нойса [2] [3], а не на гибридной ИС Килби. [1]

Предпосылки [ править ]

В ожидании прорыва [ править ]

Замена вакуумных ламп в компьютере ENIAC . К 1940-м годам некоторые вычислительные устройства достигли уровня, на котором потери от отказов и простоев перевешивали экономические выгоды.

Во время и сразу после Второй мировой войны было замечено явление под названием «тирания чисел», то есть некоторые вычислительные устройства достигли уровня сложности, при котором потери от сбоев и простоев превышали ожидаемые выгоды. [5] Каждый Boeing B-29 (принятый на вооружение в 1944 году) нес 300–1000 электронных ламп и десятки тысяч пассивных компонентов. [примечания 4] Количество электронных ламп достигло тысяч в современных компьютерах и более 17 000 в ENIAC (1946). [примечания 5] Каждый дополнительный компонент снижает надежность устройства и увеличивает время поиска и устранения неисправностей. [5]Традиционная электроника зашла в тупик, и дальнейшее развитие электронных устройств потребовало сокращения количества их компонентов.

Изобретение первого транзистора в 1947 году привело к ожиданию новой технологической революции. Писатели и журналисты предвещали скорое появление «умных машин» и роботизацию всех сторон жизни. [6] Хотя транзисторы действительно уменьшили размер и потребляемую мощность, они не могли решить проблему надежности сложных электронных устройств. Напротив, в небольших устройствах плотная упаковка компонентов затрудняла их ремонт. [5] Хотя надежность дискретных компонентов была доведена до теоретического предела в 1950-х годах, улучшений в связях между компонентами не произошло. [7]

Идея интеграции [ править ]

Первые разработки интегральной схемы восходят к 1949 году, когда немецкий инженер Вернер Якоби ( Siemens AG ) [8] подал патент на полупроводниковое усилительное устройство, подобное интегральной схеме [9], показывающее пять транзисторов на общей подложке в 3 -каскадная схема усилителя с двумя транзисторами, работающими «вверх ногами» как преобразователь импеданса. Якоби описал маленькие и дешевые слуховые аппараты как типичные промышленные применения своего патента. О немедленном коммерческом использовании его патента не сообщается.

7 мая 1952 года британский радиоинженер Джеффри Даммер сформулировал идею интеграции в публичном выступлении в Вашингтоне:

С появлением транзисторов и развитием полупроводников в целом, теперь стало возможным представить электронное оборудование в виде сплошного блока без соединительных проводов. Блок может состоять из слоев изолирующих, проводящих, выпрямляющих и усиливающих материалов, при этом электрические функции соединяются путем вырезания участков из различных слоев. [10] [11]

Интегрированный генератор Джонсона (1953 г .; варианты с сосредоточенными и распределенными емкостями). Индуктивности L, нагрузочный резистор Rk и источники Бк и Бб внешние. Uвых - U выход.

Позже Даммер прославился как «пророк интегральных схем», но не как их изобретатель. В 1956 году он произвел прототип ИС путем выращивания из расплава, но министерство обороны Великобритании сочло его работу непрактичной [11] из-за высокой стоимости и худших параметров ИС по сравнению с дискретными устройствами. [12]

В мае 1952 года Сидни Дарлингтон подал в США патентную заявку на структуру с двумя или тремя транзисторами, интегрированными в один кристалл, в различных конфигурациях; В октябре 1952 года Бернард Оливер подал заявку на патент на способ изготовления трех электрически соединенных планарных транзисторов на одном полупроводниковом кристалле. [13] [14]

21 мая 1953 года Харвик Джонсон подал заявку на патент на метод формирования различных электронных компонентов - транзисторов, резисторов, сосредоточенных и распределенных емкостей - на одном кристалле. Джонсон описал три способа изготовления интегрированного однотранзисторного генератора. Все они использовали узкую полоску полупроводника с биполярным транзистором на одном конце и различались способами изготовления транзистора. Полоска действовала как серия резисторов; сосредоточенные конденсаторы были сформированы плавлением, в то время как р-n-переходы с обратным смещением действовали как распределенные конденсаторы. [15] Джонсон не предложил технологической процедуры, и неизвестно, произвел ли он настоящее устройство. В 1959 году вариант его предложения был реализован и запатентован Джеком Килби. [13]

В 1957 году Ясуо Таруи, в MITI «ы электротехнической лаборатории вблизи Токио , изготовили„ квадрупольной “транзистор, форма однополярного ( полевого транзистора ) и биполярный транзистор на одном чипе. Эти ранние устройства имели конструкцию, в которой несколько транзисторов могли иметь общую активную область, но не было гальванической развязки, отделяющей их друг от друга. [16]

Функциональная электроника [ править ]

Ведущие американские производители электроники ( Bell Labs , IBM , RCA и General Electric ) искали решение проблемы «тирании чисел» при разработке дискретных компонентов, которые реализуют заданную функцию с минимальным количеством подключенных пассивных элементов. [17] В эпоху электронных ламп этот подход позволил снизить стоимость схемы за счет ее рабочей частоты. Например, ячейка памяти 1940-х годов состояла из двух триодов и десятка пассивных компонентов и работала на частотах до 200 кГц. Частота МГц может быть достигнута с двумя пентодами и шестью диодами на ячейку. Эту ячейку можно было заменить одним тиратроном.с нагрузочным резистором и входным конденсатором, но рабочая частота такой схемы не превышала нескольких кГц. [18]

В 1952 году Джуэлл Джеймс Эберс из Bell Labs разработал прототип твердотельного аналога тиратрона - четырехслойный транзистор или тиристор . [19] Уильям Шокли упростил его конструкцию до двухполюсного «четырехслойного диода» ( диод Шокли ) и попытался его промышленное производство. [20] Шокли надеялся, что новое устройство заменит поляризованные реле в телефонных станциях ; [21] однако надежность диодов Шокли была неприемлемо низкой, и его компания пришла в упадок.

В то же время работы над тиристорными схемами велись в Bell Labs, IBM и RCA. Ян Манро Росс и Дэвид Д'Азаро (Bell Labs) экспериментировали с ячейками памяти на основе тиристоров. [22] Джо Лог и Рик Дилл (IBM) строили счетчики с использованием однопереходных транзисторов. [23] Дж. Торкель Уоллмарк и Харвик Джонсон (RCA) использовали как тиристоры, так и полевые транзисторы . Работы 1955–1958 годов с использованием германиевых тиристоров оказались безрезультатными. [24]Только летом 1959 года, после того, как изобретения Килби, Леховека и Хорни стали известны широкой публике, Д'Азаро сообщил об операционном регистре сдвига на основе кремниевых тиристоров. В этом регистре один кристалл, содержащий четыре тиристора, заменил восемь транзисторов, 26 диодов и 27 резисторов. Площадь каждого тиристора составляла от 0,2 до 0,4 мм 2 при толщине около 0,1 мм. Элементы схемы изолировали травлением глубоких бороздок. [22] [25]

С точки зрения сторонников функциональной электроники полупроводниковой эпохи, их подход позволил обойти фундаментальные проблемы полупроводниковой техники. [22] Неудачи Шокли, Росс и Уоллмарк доказали ошибочность этого подхода: массовому производству функциональных устройств препятствовали технологические барьеры. [23]

Кремниевая технология [ править ]

Дополнительная информация: Кремниевые полупроводники

Ранние транзисторы были сделаны из германия . К середине 1950-х годов его заменили кремнием, способным работать при более высоких температурах. В 1954 году Гордон Кидд Тил из Texas Instruments произвел первый кремниевый транзистор, который стал коммерческим в 1955 году. [26] Также в 1954 году Фуллер и Дитценбергер опубликовали фундаментальное исследование диффузии в кремнии, и Шокли предложил использовать эту технологию для образования pn-переходов. с заданным профилем концентрации примеси. [27]

В начале 1955 года Карл Фрош из Bell Labs разработал метод мокрого окисления кремния, а в следующие два года Фрош, Молл, Фуллер и Холоньяк провели дальнейшие исследования этого метода. [28] [29] Позже, в 1958 году, Фрош и Линкольн Дерик предположили, что слои оксида кремния могут защищать кремниевые поверхности во время процессов диффузии и могут использоваться для маскировки диффузии. [30] [31] Это случайное открытие выявило второе фундаментальное преимущество кремния перед германием: в отличие от оксидов германия «влажный» кремнезем является физически сильным и химически инертным электрическим изолятором.

Пассивация поверхности [ править ]

Основная статья: Пассивация поверхности
Смотрите также: Термическое окисление
Мохамед Atalla «ы кремния пассивации поверхности процесс (1957) был положен в основу Жан Хоерни » с планарной технологии (1958) и Роберт Нойс «с монолитной интегральной схемы чипа (1959). Позже он предложил МОП интегральную схему (1960).

Пассивирование поверхности , процесс, с помощью которого поверхность полупроводника становится инертной и не меняет свойств полупроводника в результате взаимодействия с воздухом или другими материалами, контактирующими с поверхностью или краем кристалла, был впервые разработан Мохамедом Аталлой в Bell Labs. , [32] [33] в 1957 г. [34] [35] Atalla обнаружили , что формирование термически выращенного диоксида кремния (SiO 2 ) слоя значительно снижается концентрация электронных состояний на поверхности кремния , [33] , и обнаружили важное качество пленок SiO 2 для сохранения электрических характеристик p – n переходов и предотвращения ухудшения этих электрических характеристик из-за газовой окружающей среды. [36] Он обнаружил, что слои оксида кремния можно использовать для электрической стабилизации кремниевых поверхностей. [30] Он разработал процесс пассивации поверхности, новый метод изготовления полупроводниковых устройств, который включает покрытие кремниевой пластины изолирующим слоем оксида кремния, чтобы электричество могло надежно проникать в проводящий кремний внизу. Выращивая слой диоксида кремния поверх кремниевой пластины, Аталла смог преодолеть поверхностные состоянияэто препятствовало попаданию электричества в полупроводниковый слой. [32] [37]

На собрании Электрохимического общества в 1958 году Аталла представил доклад о пассивации поверхности pn-переходов путем термического окисления , основанный на его меморандумах 1957 года [38], и продемонстрировал пассивирующее действие диоксида кремния на поверхность кремния. [35] Это была первая демонстрация, показывающая, что высококачественные диоксидные пленки из диоксида кремния могут быть выращены термически на поверхности кремния для защиты находящихся под ними кремниевых диодов и транзисторов с pn-переходом . [39] К середине 1960-х процесс Аталлы для окисленных кремниевых поверхностей использовался для изготовления практически всех интегральных схем и кремниевых устройств. [40]

Планарный процесс [ править ]

Основная статья: Планарный процесс
Смотрите также: Планарный транзистор
Сравнение мезы (слева) и планарной (Хёрни, справа) технологий. Размеры показаны схематично.

Жан Орни посетил то же собрание Электрохимического общества в 1958 году и был заинтригован презентацией Мохамеда Аталлы о процессе пассивации поверхности. Однажды утром Хорни придумал «планарную идею», размышляя об устройстве Аталлы. [38] Воспользовавшись пассивирующим эффектом диоксида кремния на поверхности кремния, Хорни предложил изготавливать транзисторы, защищенные слоем диоксида кремния. [38] Это привело к первой успешной реализации технологии пассивации кремниевых транзисторов Аталлы-Танненбаума-Шейбнера термическим оксидом. [41]

Жан Орни первым предложил планарную технологию биполярных транзисторов. При этом все pn переходы были покрыты защитным слоем, что должно значительно повысить надежность. Однако в то время это предложение считалось технически невозможным. Формирование эмиттера npn-транзистора потребовало диффузии фосфора, и работа Фроша показала, что SiO 2 не блокирует такую ​​диффузию. [42] В марте 1959 года Чи-Тан Сах , бывший коллега Хёрни, указал Хёрни и Нойс на ошибку в выводах Фроша. Фрош использовал тонкий слой оксида, тогда как эксперименты 1957–1958 годов показали, что толстый слой оксида может остановить диффузию фосфора. [43]

Вооруженный выше знаний, от 12 марта 1959 г., Hoerni сделал первый прототип плоского транзистора , [44] и на 1 мая 1959 подал заявку на патент на изобретение способа плоской. [42] В апреле 1960 года компания Fairchild выпустила планарный транзистор 2N1613, [45], а к октябрю 1960 года полностью отказалась от технологии меза-транзисторов. [46] К середине 1960-х планарный процесс стал основной технологией производства транзисторов и монолитных интегральных схем. [47]

Три проблемы микроэлектроники [ править ]

Созданию интегральной схемы препятствовали три фундаментальные проблемы, которые были сформулированы Уоллмарком в 1958 году: [48]

  1. Интеграция. В 1958 году не было возможности сформировать множество различных электронных компонентов в одном полупроводниковом кристалле. Легирование не подходило для ИС, и новейшие технологии mesa имели серьезные проблемы с надежностью.
  2. Изоляция. Не существовало технологии для электрической изоляции компонентов на одном кристалле полупроводника.
  3. Связь. Не существовало эффективного способа создания электрических соединений между компонентами ИС, за исключением чрезвычайно дорогостоящего и трудоемкого соединения с использованием золотых проводов.

Так получилось, что ключевые патенты на каждую из этих проблем принадлежали трем различным компаниям. Компания Sprague Electric решила не разрабатывать ИС, Texas Instruments ограничилась неполным набором технологий, и только Fairchild Semiconductor объединила все технологии, необходимые для коммерческого производства монолитных ИС.

Интеграция Джека Килби [ править ]

Гибридная ИС Килби [ править ]

Оригинальная гибридная интегральная схема Джека Килби 1958 года. Это была первая интегральная схема, сделанная из германия .

В мае 1958 года Джек Килби, опытный радиоинженер, ветеран Великой Отечественной войны, начал работать в Texas Instruments. [49] [50] [51] Поначалу у него не было конкретных задач, и он должен был найти себе подходящую тему в общем направлении «миниатюризация». [50] У него был шанс либо найти радикально новое направление исследований, либо включиться в многомиллионный проект по производству схем военного назначения. [49] Летом 1958 года Килби сформулировал три особенности интеграции:

  1. Единственное, что может успешно производить полупроводниковая компания, - это полупроводники.
  2. Все элементы схемы, включая резисторы и конденсаторы, могут быть выполнены из полупроводника.
  3. Все компоненты схемы можно сформировать на одном кристалле полупроводника, добавив только межсоединения.
Сравнение генераторов Джонсона (слева, с легированным транзистором, длина: 10 мм, ширина: 1,6 мм) и Килби (справа, с меза-транзистором).

28 августа 1958 года Килби собрал первый прототип ИС с использованием дискретных компонентов и получил одобрение на реализацию его на одном кристалле. У него был доступ к технологиям, которые могли формировать меза-транзисторы, меза-диоды и конденсаторы на основе pn-переходов на германиевом (но не кремниевом) кристалле, а основной материал кристалла мог использоваться для резисторов. [49] Стандартный чип Texas Instruments для производства 25 (5 × 5) меза-транзисторов имел размер 10 × 10 мм. Килби разрезал его на пятитранзисторные полоски 10 × 1,6 мм, но позже использовал не более двух из них. [52] [53] 12 сентября он представил первый прототип ИС, [49]который представлял собой однотранзисторный генератор с распределенной RC-цепочкой, повторяющий идею и схему из патента 1953 года Джонсона. [10] 19 сентября он изготовил второй прототип - двухтранзисторный триггер. [54] Он описал эти ИС, ссылаясь на патент Джонсона, в своем патенте США 3138743 .

В период с февраля по май 1959 г. Килби подал серию заявок: патент США 3 072 832 , патент США 3 138 743 , патент США 3 138 744 , патент США 3 115 581 и патент США 3 261 081 . [55] Согласно Арджуну Саксене, дата подачи заявки на ключевой патент 3 138 743 неизвестна: в то время как патент и книга Килби установили ее на 6 февраля 1959 г. [56]это не может быть подтверждено архивами заявок федерального патентного ведомства. Он предположил, что первоначальная заявка была подана 6 февраля и утеряна, а (сохраненная) повторная подача была получена патентным ведомством 6 мая 1959 года - в тот же день, что и заявки на патенты 3 072 832 и 3 138 744. [57] Компания Texas Instruments представила общественности изобретения Килби 6 марта 1959 года. [58]

Ни один из этих патентов не решал проблему изоляции и соединения - компоненты были разделены канавками на микросхеме и соединены золотой проволокой. [52] Таким образом, эти ИС были скорее гибридного, чем монолитного типа. [59] Однако Килби продемонстрировал, что различные элементы схемы: активные компоненты, резисторы, конденсаторы и даже небольшие индуктивности могут быть сформированы на одной микросхеме. [52]

Попытки коммерциализации [ править ]

Топология двухкристального мультивибратора IC TI 502. Нумерация соответствует File: TI 502 schematic.png . Каждый кристалл имеет длину 5 мм. [60] Пропорции немного изменены для презентационных целей.

Осенью 1958 года компания Texas Instruments представила военным заказчикам еще не запатентованную идею Килби. [49] В то время как большинство подразделений отклонили ее как непригодную для существующих концепций, ВВС США решили, что эта технология соответствует их программе молекулярной электроники, [49] [61] и заказали производство прототипов ИС, которые Килби назвал «функциональными электронными блоками». ". [62] Westinghouse добавила эпитаксию к технологии Texas Instruments и получила отдельный заказ от вооруженных сил США в январе 1960 года. [63]

В октябре 1961 года компания Texas Instruments построила для ВВС демонстрационный «молекулярный компьютер» с 300-битной памятью на основе микросхем № 587 Килби. [64] [65] Харви Крейгон упаковал этот компьютер в объем чуть более 100 см 3 . [64] В декабре 1961 года ВВС приняли первое аналоговое устройство, созданное в рамках программы молекулярной электроники - радиоприемник. [63] Он использует дорогостоящие ИС, в которых было менее 10–12 компонентов и высокий процент отказавших устройств. Это породило мнение, что ИС могут оправдать себя только для аэрокосмических приложений. [66] Однако авиакосмическая промышленность отказалась от этих ИС из-за низкой радиационной стойкости их мезатранзисторов.[62]

В апреле 1960 года компания Texas Instruments анонсировала мультивибратор № 502 как первую в мире интегральную схему, доступную на рынке. Компания заверила, что, в отличие от конкурентов, они фактически продают свой продукт по цене 450 долларов США за единицу или 300 долларов США за количество более 100 единиц. [62] Однако продажи начались только летом 1961 года, и цена оказалась выше заявленной. [67] Схема №502 содержала два транзистора, четыре диода, шесть резисторов и два конденсатора и повторяла традиционную дискретную схему. [68] Устройство содержало две полоски Si длиной 5 мм внутри металлокерамического корпуса. [68]Одна полоска содержала входные конденсаторы; в другом были размещены меза-транзисторы и диоды, а его рифленый корпус использовался в качестве шести резисторов. Золотые провода служили межсоединениями. [69]

Изоляция pn переходом [ править ]

Дополнительная информация: Изоляция P – n перехода.

Решение Курта Леховца [ править ]

В конце 1958 года Курт Леховец, ученый, работающий в Sprague Electric Company, посетил семинар в Принстоне, где Уоллмарк изложил свое видение фундаментальных проблем микроэлектроники. На обратном пути в Массачусетс Леховек нашел простое решение проблемы изоляции, в котором использовался pn-переход: [70]

Хорошо известно, что pn-переход имеет высокий импеданс по отношению к электрическому току, особенно если он смещен в так называемом направлении блокировки или без приложения смещения. Следовательно, любая желаемая степень электрической изоляции между двумя компонентами, собранными на одном срезе, может быть достигнута за счет наличия достаточно большого количества последовательных pn-переходов между двумя полупроводниковыми областями, на которых собраны упомянутые компоненты. Для большинства схем будет достаточно от одного до трех переходов ...

Поперечное сечение трехкаскадного усилителя (три транзистора, четыре резистора) из патента США 3,029,366 . Синие области: проводимость n-типа, красные: p-тип, длина: 2,2 мм, толщина: 0,1 мм.

Lehovec проверил свою идею, используя технологии изготовления транзисторов, которые были доступны в Sprague. Его устройство представляло собой линейную структуру размером 2,2 × 0,5 × 0,1 мм, которая была разделена pn переходами на изолированные ячейки n-типа (базы будущих транзисторов). Слои и переходы образовывались ростом из расплава. Тип проводимости определялся скоростью вытягивания кристалла: богатый индием слой p-типа формировался с медленной скоростью, тогда как богатый мышьяком слой n-типа формировался с высокой скоростью. Коллекторы и эмиттеры транзисторов были созданы сваркой индиевых шариков. Все электрические соединения были выполнены вручную с использованием золотых проводов. [71]

Руководство Sprague не проявило интереса к изобретению Lehovec. Тем не менее 22 апреля 1959 г. он за свой счет подал заявку на патент, а затем на два года уехал из США. Из-за этого разъединения Гордон Мур пришел к выводу, что Lehovec не следует рассматривать как изобретателя интегральной схемы. [72]

Решение Роберта Нойса [ править ]

Дополнительная информация: Планарный процесс
См. Также: пассивация поверхности
Роберт Нойс изобрел первый монолитный интегральную схему чип на Fairchild Semiconductor в 1959 г. Она была сделана из кремния , и был изготовлен с использованием Жан Хоерни «ы планарного процесса и Мохамед Atalla » ы пассивации поверхности процесса.

14 января 1959 года Жан Орни представил свою последнюю версию планарного процесса Роберту Нойсу и патентному поверенному Джону Раллза из Fairchild Semiconductor. [73] [74] Меморандум об этом событии Хорни послужил основой для патентной заявки на изобретение планарного процесса , поданной в мае 1959 года и реализованной в патенте США 3025589 (планарный процесс) и патенте США 3064167 ( планарный транзистор). [75] 20 января 1959 года менеджеры Fairchild встретились с Эдвардом Кеонджианом, разработчиком бортового компьютера для ракеты «Атлас», чтобы обсудить совместную разработку гибридных цифровых ИС для его компьютера. [76]Эти события, вероятно, заставили Роберта Нойса вернуться к идее интеграции. [77]

23 января 1959 года Нойс задокументировал свое видение планарной интегральной схемы, по сути заново изобретая идеи Килби и Леховца на основе плоского процесса Хорни. [78] Нойс утверждал в 1976 году, что в январе 1959 года он не знал о работе Леговца. [79]

В качестве примера Нойс описал интегратор, который он обсуждал с Кеонджианом. [78] [80] Транзисторы, диоды и резисторы этого гипотетического устройства были изолированы друг от друга pn переходами, но другим способом, чем в решении Lehovec. Нойс рассматривал процесс производства ИС следующим образом. Он должен начинаться с чипа из собственного (нелегированного) кремния с высоким сопротивлением, пассивированного оксидным слоем. Первый этап фотолитографии направлен на открытие окон, соответствующих планируемым устройствам, и рассеивание примесей для создания «ям» с низким сопротивлением по всей толщине чипа. Затем внутри этих колодцев формируются традиционные планарные устройства. [81] В отличие от решения Lehovec, этот подход создает двумерные структуры и позволяет разместить на кристалле потенциально неограниченное количество устройств.

Сформулировав свою идею, Нойс отложил ее на несколько месяцев из-за неотложных вопросов компании и вернулся к ней только к марту 1959 года. [82] Ему потребовалось шесть месяцев, чтобы подготовить патентную заявку, которая затем была отклонена Патентным ведомством США, потому что они уже получили заявку Lehovec. [83] Нойс пересмотрел свою заявку и в 1964 году получил патент США 3 150 299 и патент США 3 117 260 . [84] [81]

Изобретение металлизации [ править ]

В начале 1959 года Нойс решил еще одну важную проблему - проблему межсоединений, которые препятствовали массовому производству ИС. [85] По словам коллег из предательской восьмерки, его идея была самоочевидной: конечно, пассивирующий оксидный слой образует естественный барьер между чипом и слоем металлизации. [86] По словам Тернера Хэсти, который работал с Килби и Нойсом, Нойс планировал сделать микроэлектронные патенты Fairchild доступными для широкого круга компаний, подобно Bell Labs, которая в 1951–1952 годах выпустила свои транзисторные технологии. [87]

Нойс подал заявку 30 июля 1959 года, а 25 апреля 1961 года получил патент США 2 981 877 . Согласно патенту изобретение заключалось в сохранении оксидного слоя, который отделял слой металлизации от чипа (за исключением областей контактных окон), и в нанесении металлического слоя так, чтобы он прочно прикрепился к оксиду. Метод осаждения еще не был известен, и предложения Нойса включали вакуумное осаждение алюминия через маску и нанесение сплошного слоя с последующей фотолитографией и стравливанием лишнего металла. По словам Саксены, патент Нойса при всех его недостатках точно отражает основы современных технологий ИС. [88]

В своем патенте Килби также упоминает использование слоя металлизации. Однако Килби предпочитал толстые слои покрытия из различных металлов (алюминия, меди или золота, легированного сурьмой) и монооксида кремния вместо диоксида. Эти идеи не были приняты при производстве ИС. [89]

Первые монолитные интегральные схемы [ править ]

Логическое NOR IC от компьютера , который контролировал на космический аппарат Apollo .

В августе 1959 года Нойс сформировал в Fairchild группу по разработке интегральных схем. [90] 26 мая 1960 года эта группа под руководством Джея Ласта выпустила первую планарную интегральную схему. Этот прототип не был монолитным - две пары транзисторов были изолированы путем вырезания канавки на кристалле [91], согласно патенту Ласта. [92] Начальные стадии производства повторяли планарный процесс Хорни. Затем кристалл толщиной 80 микрон приклеивали лицевой стороной вниз к стеклянной подложке, а на задней поверхности производили дополнительную фотолитографию. Глубокое травление создало бороздку до лицевой поверхности. Затем заднюю поверхность покрыли эпоксидной смолой, и чип отделили от стеклянной подложки. [93]

В августе 1960 года Ласт начал работу над вторым прототипом, используя изоляцию с помощью pn-перехода, предложенную Нойсом. Роберт Норман разработал схему запуска на четырех транзисторах и пяти резисторах, а Иси Хаас и Лайонел Каттнер разработали процесс диффузии бора для образования изолирующих областей. Первое работоспособное устройство было испытано 27 сентября 1960 года - это была первая планарно-монолитная интегральная схема. [91]

Fairchild Semiconductor не осознавала важность этой работы. Вице-президент по маркетингу считал, что Ласт растрачивает ресурсы компании и проект следует прекратить. [94] В январе 1961 года Ласт, Хорни и их коллеги из «предательской восьмерки» Кляйнер и Робертс покинули Fairchild и возглавили Amelco. Дэвид Эллисон, Лайонел Каттнер и некоторые другие технологи покинули Fairchild, чтобы создать прямого конкурента - компанию Signetics . [95]

Первый заказ на поставку интегральных схем был на 64 логических элемента по 1000 долларов каждый, образцы предлагаемой упаковки были доставлены в Массачусетский технологический институт в 1960 году, а 64 интегральных схемы Texas Instruments - в 1962 году. [96]

Несмотря на уход своих ведущих ученых и инженеров, в марте 1961 года Fairchild анонсировала свою первую коммерческую серию ИС под названием «Micrologic», а затем потратила год на создание семейства логических ИС. [91] К тому времени ИС уже производили их конкуренты. Компания Texas Instruments отказалась от разработки Килби ИС и получила контракт на серию планарных ИС для космических спутников, а затем на баллистические ракеты LGM-30 Minuteman . [65]

Программа NASA Apollo была крупнейшим потребителем интегральных схем в период с 1961 по 1965 год [96].

В то время как ИС для бортовых компьютеров космического корабля Apollo были разработаны Fairchild, большинство из них были произведены Raytheon и Philco Ford . [97] [65] Каждый из этих компьютеров содержал около 5000 стандартных логических ИС, [97] и во время их производства цена на ИС упала с 1000 долларов США до 20-30 долларов США. Таким образом, НАСА и Пентагон подготовили почву для рынка невоенных ИС. [98]

Первые монолитные интегральные схемы, включая все ИС в управляющем компьютере Apollo , были логическими вентилями ИЛИ-НЕ с 3 входами .

Резисторно-транзисторная логика первых микросхем Fairchild и Texas Instruments была уязвима для электромагнитных помех, и поэтому в 1964 году обе компании заменили ее диодно-транзисторной логикой [91]. Signetics выпустила семейство диод-транзисторов Utilogic еще в 1962 году, но отстала от Fairchild и Texas Instruments с расширением производства. Fairchild была лидером по количеству проданных микросхем в 1961–1965 годах, но Texas Instruments была впереди по выручке: 32% рынка микросхем в 1964 году по сравнению с 18% Fairchild. [99]

Интегральные схемы TTL [ править ]

Основная статья: Транзисторно-транзисторная логика

Вышеупомянутые логические ИС были построены из стандартных компонентов, размеры и конфигурации которых определялись технологическим процессом, и все диоды и транзисторы на одной ИС были одного типа. [100] Использование различных типов транзисторов было впервые предложено Томом Лонгом в Сильвании в 1961–1962 гг.

В 1961 году Джеймс Л. Буйе изобрел транзисторно-транзисторную логику (ТТЛ) . [101] В конце 1962 года компания Sylvania выпустила первое семейство ИС с транзисторно-транзисторной логикой (ТТЛ), которое имело коммерческий успех. [102] Боб Видлар из Fairchild совершил аналогичный прорыв в 1964–1965 годах в аналоговых ИС (операционных усилителях). [103] TTL стал доминирующей технологией IC в период с 1970-х до начала 1980-х годов. [101]

MOS интегральная схема [ править ]

Основная статья: MOS интегральная схема

МОП - транзистор (металл-оксид-кремний полевой транзистор), также известный как МОП - транзистора, был изобретен Mohamed Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году [104] МОП - транзистор сделал возможным построение высокой плотности интегральных схем . [105] Почти все современные ИС представляют собой интегральные схемы металл-оксид-полупроводник (МОП), построенные на полевых МОП-транзисторах ( полевых транзисторах металл-оксид-кремний). [106] Самой ранней экспериментальной МОП-микросхемой, которая была изготовлена, была микросхема с 16 транзисторами, созданная Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA в 1962 году. [107]

Позднее компания General Microelectronics представила первую коммерческую интегральную схему МОП в 1964 году [108] - регистр сдвига на 120 транзисторов, разработанный Робертом Норманом. [107] MOSFET с тех пор стал наиболее важным компонентом современных ИС. [106]

Патентные войны 1962–1966 гг. [ Править ]

В 1959–1961 годах, когда Texas Instruments и Westinghouse параллельно работали над авиационной «молекулярной электроникой», их соревнование носило дружеский характер. Ситуация изменилась в 1962 году, когда компания Texas Instruments начала ревностно преследовать реальных и мнимых нарушителей своих патентов и получила прозвища «Далласская юридическая фирма» [109] и «полупроводниковые ковбои». [110] Этому примеру последовали и некоторые другие компании. [109] Тем не менее, несмотря на патентные споры, индустрия интегральных схем продолжала развиваться. [111] В начале 1960-х годов Апелляционный суд США постановил, что Нойс был изобретателем монолитного интегрального микросхемы на основе адгезионного оксида итехнологии изоляции стыков . [112]

Texas Instruments против Westinghouse
В 1962–1963 годах, когда эти компании внедрили планарный процесс, инженер Westinghouse Хун-Чанг Лин изобрел боковой транзистор. В обычном планарном процессе все транзисторы имеют один и тот же тип проводимости, обычно npn, тогда как изобретение Лина позволило создать транзисторы npn и pnp на одном кристалле. [113] Военные заказы, которые ожидала компания Texas Instruments, были переданы Westinghouse. TI подала иск, который был урегулирован во внесудебном порядке. [114]
Texas Instruments против Sprague
10 апреля 1962 года Lehovec получил патент на изоляцию pn-переходом. Texas Instruments немедленно подала в суд, утверждая, что проблема изоляции была решена в их более раннем патенте, поданном Килби. Роберт Спраг, основатель Sprague, счел этот случай безнадежным и собирался отказаться от патентных прав, в противном случае Lehovec был убежден в обратном. Четыре года спустя Texas Instruments организовала в Далласе арбитражное слушание с демонстрацией изобретений Килби и показаниями экспертов. Однако Леховец убедительно доказал, что Килби не упомянул изоляцию компонентов. Его приоритет в отношении патента на изоляцию был окончательно признан в апреле 1966 года. [115]
Raytheon v. Fairchild
20 мая 1962 года Жан Орни, который уже покинул Fairchild, получил первый патент на планарную технологию. Raytheon считает, что Hoerni повторяет патент, принадлежащий Жюлю Эндрюсу и Raytheon, и подал в суд. Хотя подход Эндрюса выглядел схожим в процессах фотолитографии, диффузии и травления, у него был фундаментальный недостаток: он заключался в полном удалении оксидного слоя после каждой диффузии. Напротив, в процессе Hoerni «грязный» оксид сохранился. Raytheon отозвала свой иск и получила лицензию от Fairchild. [75]
Хьюз против Фэйрчайлда
Hughes Aircraft подала в суд на Fairchild, утверждая, что их исследователи разработали процесс Хорни раньше. По словам юристов Fairchild, это дело было необоснованным, но могло занять несколько лет, в течение которых Fairchild не могла продать лицензию процессу Hoerni. Поэтому Фэирчайлд решила урегулировать спор с Хьюзом во внесудебном порядке. Хьюз приобрел права на один из семнадцати пунктов патента Хорни, а затем обменял его на небольшой процент будущих лицензионных доходов Fairchild. [75]
Texas Instruments против Fairchild
В своих юридических войнах Texas Instruments сосредоточила свое внимание на своем крупнейшем и наиболее технологически продвинутом конкуренте, Fairchild Semiconductor. Их дела мешали не производству в Fairchild, а продаже лицензий на их технологии. К 1965 году планарная технология Fairchild стала отраслевым стандартом, но лицензии на патенты Hoerni и Noyce были куплены менее чем десятью производителями, и не было никаких механизмов для продолжения нелицензионного производства. [111] Точно так же ключевые патенты Килби не приносили дохода Texas Instruments. В 1964 году патентный арбитраж предоставил Texas Instruments права на четыре из пяти ключевых положений оспариваемых патентов [116], но обе компании обжаловали это решение. [117]Судебный процесс мог бы продолжаться годами, если бы не поражение Texas Instruments в споре со Sprague в апреле 1966 года. Texas Instruments поняла, что они не могут претендовать на приоритет в отношении всего набора ключевых патентов IC, и потеряла интерес к патентной войне. [118] Летом 1966 года [117] Texas Instruments и Fairchild договорились о взаимном признании патентов и перекрестном лицензировании ключевых патентов; в 1967 году к ним присоединился Спраг. [118]
Япония против Fairchild
В начале 1960-х Fairchild и Texas Instruments пытались наладить производство микросхем в Японии, но против них выступило Министерство международной торговли и промышленности Японии (MITI). В 1962 году MITI запретил Fairchild дальнейшие инвестиции в фабрику, которую они уже купили в Японии, и Нойс попытался выйти на японский рынок через корпорацию NEC. [119] В 1963 году руководство NEC подтолкнуло Fairchild к чрезвычайно выгодным для Японии условиям лицензирования, сильно ограничив продажи Fairchild на японском рынке. [120] Только после заключения сделки Нойс узнал, что президент NEC также возглавлял комитет MITI, который заблокировал сделки Fairchild. [121]
Япония против Texas Instruments
В 1963 году, несмотря на негативный опыт сотрудничества с NEC и Sony, Texas Instruments попыталась наладить свое производство в Японии. [122] В течение двух лет MITI не давал однозначного ответа на запрос, а в 1965 году компания Texas Instruments приняла ответные меры, пригрозив эмбарго на импорт электронного оборудования, нарушающего их патенты. Эта акция поразила Sony в 1966 году и Sharp в 1967, [123] побудив MITI тайно искать японского партнера для Texas Instruments. MITI заблокировал переговоры между Texas Instruments и Mitsubishi (владельцем Sharp) и убедил Акио Морита заключить сделку с Texas Instruments «ради будущего японской промышленности». [124]Несмотря на секретные протоколы, гарантирующие американцам долю в Sony, соглашение 1967–1968 годов было крайне невыгодным для Texas Instruments. [125] В течение почти тридцати лет японские компании производили микросхемы без выплаты лицензионных отчислений Texas Instruments, и только в 1989 году японский суд признал патентные права на изобретение Килби. [126] В результате в 1990-х всем японским производителям ИС пришлось заплатить за 30-летний патент или заключить соглашения о перекрестном лицензировании. В 1993 году Texas Instruments заработала 520 миллионов долларов США в виде лицензионных сборов, в основном от японских компаний. [127]

Историография изобретения [ править ]

Два изобретателя: Килби и Нойс [ править ]

Во время патентных войн 1960-х годов пресса и профессиональное сообщество в Соединенных Штатах признали, что число изобретателей ИС может быть довольно большим. В книге «Золотой век предпринимательства» названы имена четырех человек: Килби, Леговец, Нойс и Хорни. [128] Сораб Ганди в «Теории и практике микроэлектроники» (1968) писал, что патенты Леховца и Хёрни были вершиной полупроводниковой технологии 1950-х годов и открыли путь для массового производства ИС. [129]

В октябре 1966 года Килби и Нойс были награждены Баллантайнской медалью Института Франклина «за их значительный и существенный вклад в разработку интегральных схем». [117] Это событие инициировало идею двух изобретателей. Номинация Килби подверглась критике со стороны современников, которые не признавали его прототипы «настоящими» полупроводниковыми ИС. Еще более спорным было назначение Нойса: инженерное сообщество было хорошо осведомлено о роли Мура, Хорни и других ключевых изобретателей, тогда как Нойс на момент своего изобретения был генеральным директором Fairchild и не принимал непосредственного участия в создании первый IC. [117] Сам Нойс признался: «Я пытался решить производственную проблему. Я не пытался сделать интегральную схему».[130]

По словам Лесли Берлина, Нойс стал «отцом интегральной схемы» из-за патентных войн. Компания Texas Instruments выбрала его имя из-за того, что она стояла на оспариваемом патенте, и тем самым «назначила» его единственным представителем всех разработок в Fairchild. [131] В свою очередь, Fairchild мобилизовала все свои ресурсы для защиты компании и, следовательно, приоритета Нойса. [132] В то время как Килби лично участвовал в кампаниях по связям с общественностью Texas Instruments, Нойс держался подальше от огласки и был заменен Гордоном Муром. [133]

К середине 1970-х годов версия с двумя изобретателями получила широкое распространение, и дискуссии между Килби и Леховеком в профессиональных журналах в 1976–1978 годах не изменили ситуацию. Хорни, Ласт и Леговец считались второстепенными игроками; они не представляли крупные корпорации и не были заинтересованы в обсуждении приоритетов общества. [134]

В научных статьях 1980-х годов история изобретения ИС часто представлялась следующим образом.

В Fairchild Нойс разработал интегральную схему. Та же самая концепция была изобретена Джеком Килби из Texas Instruments в Далласе несколькими месяцами ранее. В июле 1959 года Нойс подал патент на свою концепцию интегральной схемы. Texas Instruments подала иск о патентном вмешательстве против Нойса и Фэйрчайлда, и дело тянулось на несколько лет. Сегодня Нойс и Килби обычно считаются соавторами интегральной схемы, хотя Килби был внесен в Зал славы изобретателей как изобретатель. В любом случае, Нойсу приписывают улучшение интегральной схемы для ее многочисленных приложений в области микроэлектроники. [135]

В 1984 году версия с двумя изобретателями была дополнительно поддержана Томасом Ридом в книге «Чип: как два американца изобрели микрочип и совершили революцию». [136] Книга переиздавалась до 2008 года. [137] Роберт Райт из The New York Times раскритиковал Рида за подробное описание персонажей второго плана, задействованных в изобретении, [138] однако вклад Леховца и Ласта не был упомянут, и Жан Орни появляется в книге только как теоретик, консультировавший Нойса. [136] : 76

Пол Серуцци в «Истории современных вычислений» (2003) также повторил историю двух изобретателей и заявил, что «Их изобретение, названное сначала Micrologic, а затем интегральной схемой от Fairchild, было просто еще одним шагом на этом пути» (миниатюризации). востребованные военными программами 1950-х годов). [139] Ссылаясь на преобладающее в литературе мнение, он выдвинул решение Нойса использовать планарный процесс Хорни, который проложил путь для массового производства ИС, но не был включен в список изобретателей ИС. [140] Церуцци не рассматривал изобретение изоляции компонентов ИС.

В 2000 году Нобелевский комитет присудил Килби Нобелевскую премию по физике «за его участие в изобретении интегральной схемы». [4] Нойс умер в 1990 году и поэтому не мог быть номинирован; когда его еще при жизни спросили о перспективах получения Нобелевской премии, он ответил: «Нобелевские премии не присуждают ни за разработку, ни за реальную работу». [141] Из-за конфиденциальности процедуры номинации на Нобелевскую премию неизвестно, рассматривались ли другие изобретатели НК. Саксена утверждал, что вклад Килби был чистой инженерией, а не фундаментальной наукой, и, таким образом, его назначение нарушило волю Альфреда Нобеля. [142]

Версия с двумя изобретателями сохранялась на протяжении 2010-х годов. [143] Его вариант ставит Килби впереди и рассматривает Нойса как инженера, улучшившего изобретение Килби. [144] Фред Каплан в своей популярной книге «1959: Год, когда все изменилось» (2010) посвящает восемь страниц изобретения IC и приписывает его Килби, [145] упоминая Нойса только в сноске [146] и игнорируя Хорни и Ласт. .

Редакция канонической версии [ править ]

С конца 1980-х годов ряд ученых подчеркивали вклад других пионеров в области полупроводников, которые привели к изобретению интегральной схемы. В 1988 годе Fairchild Semiconductor инженер Чи Тан Са описал Мохаммед Atalla процесс «х пассиваций поверхности с помощью термического окисления в конце 1950 - х лет , как„наиболее важным и значительный шаг вперед технологии, которая проложенный след“ , что привело к кремниевой интегральной схеме; [147] [148]

В конце 1990-х и 2000-х годах серия книг представила изобретение IC, выходящее за рамки упрощенной истории двух лиц:

В 1998 году Майкл Риордан и Лилиан Ходдсон подробно описали события, приведшие к изобретению Килби, в своей книге «Кристальный огонь: рождение информационного века». Однако остановились на этом изобретении. [149]

Лесли Берлин в своей биографии Роберта Нойса (2005) включила события, происходящие в Fairchild, и критически оценила вклад Килби. По словам Берлина, соединительные провода «не позволяли производить устройство в любых количествах», о чем «Килби хорошо знал». [150] [85]

В 2007 году Бо Лойек выступил против версии с двумя изобретателями; [151] он описал вклад Хорни и Ласта и критиковал Килби. [152]

В 2009 году Саксена описала работы Леговца и Хорни. Он также преуменьшил роль Килби и Нойса. [153]

Заметки [ править ]

  1. ^ Лесли Берлин - профессиональный историк, руководитель программы Стэнфордского университета по истории Кремниевой долины, автор биографии Роберта Нойса и советник Смитсоновского института.
  2. ^ Бо Лойек - физик твердого тела, специализирующийся на диффузии в кремнии; он написал книгу по истории полупроводниковой промышленности.
  3. ↑ Арджун Саксена - американский физик индийского происхождения, изучавший полупроводники с 1960-х годов; он написал книгу по истории изобретения IC.
  4. ↑ В своей лекции о присуждении Нобелевской премии Килби (Kilby, 2000, p. 474) сказал, что «даже B-29, вероятно, самое сложное оборудование, использовавшееся на войне, имел всего около 300 электронных ламп», но в статье 1976 года ( Kilby 1976, p. 648), он упомянул почти тысячу, что согласуется с Берри, К. (1993). Изобретая будущее: как наука и технологии меняют наш мир . Брасси. п. 8 . ISBN 9780028810294.
  5. ^ ENIAC обслуживали шесть инженеров в любое время, однако его среднее время непрерывной работы было ограничено 5,6 часами. Weik, MH, ed. (1955). «Компьютеры с именами, начинающимися с E по H» . Обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем . Министерство торговли США. Офис технического обслуживания.

См. Также [ править ]

  • История интегральной схемы

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Саксена 2009 , стр. 140.
  2. ^ a b "1959: запатентована практическая концепция монолитной интегральной схемы" . Музей истории компьютеров . Проверено 13 августа 2019 .
  3. ^ a b «Интегральные схемы» . НАСА . Проверено 13 августа 2019 .
  4. ^ a b «Нобелевская премия по физике 2000 года. Жорес И. Алферов, Герберт Кремер, Джек С. Килби» . Nobel Media AB. 2000 . Проверено 1 мая 2012 .
  5. ^ a b c Каплан 2010 , стр. 78.
  6. Перейти ↑ Kaplan 2010 , p. 77.
  7. ^ Braun, E .; Макдональд, С. (1982). Революция в миниатюре: история и влияние полупроводниковой электроники (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521289030.
  8. ^ «Интегральные схемы помогают изобретению» . Integratedcircuithelp.com. Архивировано из оригинала на 2012-10-11 . Проверено 13 августа 2012 .
  9. ^ DE 833366  W. Jacobi / SIEMENS AG: «Halbleiterverstärker» приоритет подачи 14 апреля 1949 года, опубликован 15 мая 1952 года.
  10. ^ a b Lojek 2007 , стр. 2–3.
  11. ^ а б Килби, Дж. (1976). «Изобретение интегральной схемы» (PDF) . Транзакции IEEE на электронных устройствах . ED23 (7): 648–654 (особенно 648–60). DOI : 10,1109 / т-ed.1976.18467 . S2CID 19598101 .  
  12. ^ "Несчастный рассказ Джеффри Даммера" . Новости электронных продуктов. 2005. Архивировано из оригинала на 2012-08-18 . Проверено 1 мая 2011 .
  13. ^ а б Лойек 2007 , стр. 3.
  14. ^ США 2663830 , Оливер, Бернард М., "Semiconductor Signal Транслейтинг Device", опубликованном 22 октября 1952, выпущенный 22 декабря 1953 
  15. ^ US 2816228 , Джонсон, Х., «Полупроводниковый осциллятор фазового сдвига», выпущенный в 1957 г. 
  16. ^ "Кто изобрел IC?" . Музей истории компьютеров . 20 августа 2014 . Проверено 20 августа 2019 .
  17. Перейти ↑ Brock 2010 , p. 36.
  18. ↑ Бонч-Бруевич, М. А. (1956). Применение электронных ламп в экспериментальной физике[ Применение электронных ламп в экспериментальной физике ] (4-е изд.). Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы. С. 497–502.
  19. Перейти ↑ Hubner 1998 , p. 100.
  20. Перейти ↑ Hubner 1998 , pp. 99–109.
  21. Перейти ↑ Hubner 1998 , p. 107.
  22. ^ а б в Брок 2010 , стр. 36–37.
  23. ^ a b "1958 - Демонстрация всех полупроводниковых" твердотельных цепей "" . Музей истории компьютеров. Архивировано 20 февраля 2011 года . Проверено 1 мая 2012 .CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  24. Перейти ↑ Bassett, RK (2007). «RCA и поиски радикальных технологических изменений». К эпохе цифровых технологий: исследовательские лаборатории, стартапы и рост технологии MOS . JHU Press. ISBN 9780801886393.
  25. ^ D'Асаро, Л. (1959). «Шаговый транзисторный элемент» (PDF) .
  26. ^ Моррис, PR (1990). История мировой полупроводниковой промышленности . История технологии серии. 12 . ИЭПП. стр. 34, 36. ISBN 9780863412271.
  27. ^ Lojek 2007 , стр. 52,54.
  28. ^ Хафф, Ховард Р. (2003). «От лаборатории к фабрике: транзисторы к интегральным схемам» . В Claeys, Cor L. (ред.). Интеграция процессов ULSI III: материалы международного симпозиума . Труды Электрохимического общества. Электрохимическое общество. С. 12–67 (перепечатка). ISBN 978-1-56677-376-8.Перепечатка: Pt. 1 , п . 2 , п . 3 .
  29. ^ Lojek 2007 , стр. 82.
  30. ^ a b Лекюер, Кристоф; Брок, Дэвид С. (2010). Создатели микрочипа: документальная история Fairchild Semiconductor . MIT Press . п. 111. ISBN 9780262294324.
  31. ^ Саксен 2009 , стр. 97.
  32. ^ a b «Мартин Аталла в Зале славы изобретателей, 2009» . Проверено 21 июня 2013 года .
  33. ^ a b Черный, Лахлан Э. (2016). Новые взгляды на пассивацию поверхности: понимание границы раздела Si-Al2O3 . Springer . п. 17. ISBN 9783319325217.
  34. ^ Lojek, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . С.  120 и 321–323. ISBN 9783540342588.
  35. ^ a b Бассетт, Росс Нокс (2007). К эпохе цифровых технологий: исследовательские лаборатории, начинающие компании и рост MOS-технологий . Издательство Университета Джона Хопкинса . п. 46. ISBN 9780801886393.
  36. ^ Саксен 2009 , стр. 96.
  37. ^ "Давон Канг" . Национальный зал славы изобретателей . Проверено 27 июня 2019 .
  38. ^ a b c Lojek, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . п. 120 . ISBN 9783540342588.
  39. ^ Саксен 2009 , стр. 96-7.
  40. ^ Донован, RP (ноябрь 1966 г.). «Интерфейс оксид-кремний». Пятый ежегодный симпозиум по физике отказов в электронике : 199–231. DOI : 10.1109 / IRPS.1966.362364 .
  41. ^ С, Чжи-Tang (октябрь 1988). «Эволюция МОП-транзистора - от концепции до СБИС» (PDF) . Труды IEEE . 76 (10): 1280–1326 (1291). DOI : 10.1109 / 5.16328 . ISSN 0018-9219 .  
  42. ^ a b Saxena 2009 , стр. 100–101.
  43. ^ Саксен 2009 , стр. 100.
  44. Перейти ↑ Brock, 2010 , pp. 30–31.
  45. ^ "1959 - Изобретение" Планарного "производственного процесса" . Музей истории компьютеров. 2007 . Проверено 29 марта 2012 .
  46. ^ Lojek 2007 , стр. 126.
  47. ^ "1959 - Запатентована практическая концепция монолитной интегральной схемы" . Музей истории компьютеров. 2007 . Проверено 29 марта 2012 .
  48. ^ Lojek 2007 , стр. 200-201.
  49. ^ a b c d e f Килби 1976 , стр. 650.
  50. ^ а б Лойек 2007 , стр. 188.
  51. ^ Ceruzzi 2003 , стр. 182-183.
  52. ^ а б в Лойек 2007 , стр. 191.
  53. ^ Ceruzzi 2003 , стр. 183.
  54. ^ Килби 1976 , стр. 650-651.
  55. ^ Саксен 2009 , стр. 78-79.
  56. Перейти ↑ Kilby 1976 , p. 651.
  57. ^ Саксен 2009 , стр. 82-83.
  58. Перейти ↑ Kilby 1976 , p. 652.
  59. ^ Саксен 2009 , стр. 59-67.
  60. ^ Lojek 2007 , стр. 237-238.
  61. ^ «СТАТЬИ: Молекулярная электроника - Введение» (PDF) . Компьютеры и автоматика . XI (3): 10-12, 14 марта 1962 . Проверено 5 сентября 2020 .
  62. ^ а б в Лойек 2007 , стр. 235.
  63. ^ а б Лойек 2007 , стр. 230.
  64. ↑ a b Lojek 2007 , стр. 192–193.
  65. ^ a b c «1962 - Аэрокосмические системы - первые приложения для ИС в компьютерах» . Музей истории компьютеров. Архивировано из оригинала на 2012-08-18 . Проверено 1 мая 2012 .
  66. ^ Lojek 2007 , стр. 231.
  67. ^ Lojek 2007 , стр. 236.
  68. ^ а б Лойек 2007 , стр. 237.
  69. ^ Lojek 2007 , стр. 238.
  70. ^ Lojek 2007 , стр. 201.
  71. ^ США 3029366 , Lehovec, К., "Multiple Semiconductor Ассамблея", выданные 1962 
  72. ^ «Интервью с Гордоном Муром» . IEEE. 1976-03-04. Архивировано из оригинала на 2012-09-19 . Проверено 22 апреля 2012 . Вольф: Является ли Леховец изобретателем микросхемы? Мур: Согласно Патентному ведомству. Это одна из важных вещей, которые были необходимы. Я думаю, что в техническом сообществе, поскольку все, что он сделал, это подал бумажную заявку на патент, его не признают изобретателем. У успеха много отцов и тому подобное.
  73. Перейти ↑ Berlin 2005 , pp. 103–104.
  74. ^ Brock 2010 , стр. 141-147.
  75. ^ а б в Брок 2010 , стр. 144–145.
  76. Перейти ↑ Brock, 2010 , pp. 157, 166–167.
  77. Перейти ↑ Brock 2010 , p. 157.
  78. ^ а б Брок 2010 , стр. 158.
  79. ^ «Интервью с Робертом Нойсом, 1975–1976» . IEEE. Архивировано из оригинала на 2012-09-19 . Проверено 22 апреля 2012 .
  80. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 104.
  81. ^ a b US 3150299 , Нойс, Роберт Н. , "Комплекс полупроводниковых цепей, имеющий средства изоляции", опубликовано 11 сентября 1959 г., выпущено 22 сентября 1964 г. 
  82. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 104-105.
  83. Перейти ↑ Brock 2010 , p. 39, 160–161.
  84. Перейти ↑ Brock 2010 , pp. 39, 161.
  85. ^ a b Saxena 2009 , стр. 135–136.
  86. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 105.
  87. ^ Зейтц, Ф .; Эйнспрух, Н. (1998). Электронный джин: запутанная история кремния . Издательство Иллинойского университета. п. 214. ISBN 9780252023835.
  88. ^ Саксен 2009 , стр. 237.
  89. ^ Саксен 2009 , стр. 139, 165.
  90. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 111.
  91. ^ a b c «1960 - Изготовлена ​​первая планарная интегральная схема» . Музей истории компьютеров. Архивировано из оригинального 20 -го июля 2011 года . Проверено 1 мая 2012 .
  92. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 111-112.
  93. ^ Lojek, B. (2006). "История полупроводниковой техники (синопсис)" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 18 августа 2012 года . Проверено 1 мая 2012 .
  94. ^ Lojek 2007 , стр. 133138.
  95. ^ Lojek 2007 , стр. 180-181.
  96. ^ a b Элдон К. Холл. «Путешествие на Луну: история навигационного компьютера Аполлона» . 1996. стр. 18-19.
  97. ^ a b Ceruzzi 2003 , стр. 188.
  98. ^ Ceruzzi 2003 , стр. 189.
  99. ^ Swain, P .; Гилл, Дж. (1993). Корпоративное видение и быстрые технологические изменения: эволюция структуры рынка . Рутледж. стр.  140 -143. ISBN 9780415091350.
  100. ^ Lojek 2011 , стр. 210.
  101. ^ а б «Компьютерные пионеры - Джеймс Л. Буйе» . Компьютерное общество IEEE . Проверено 25 мая 2020 .
  102. ^ Lojek 2007 , стр. 211.
  103. ^ Lojek 2007 , стр. 260-263.
  104. ^ "1960: Металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор продемонстрирован" . Музей истории компьютеров .
  105. ^ "Кто изобрел транзистор?" . Музей истории компьютеров . 4 декабря 2013 . Проверено 20 июля 2019 .
  106. ^ а б Куо, Юэ (1 января 2013 г.). «Технология тонкопленочных транзисторов - прошлое, настоящее и будущее» (PDF) . Интерфейс электрохимического общества . 22 (1): 55–61. DOI : 10.1149 / 2.F06131if . ISSN 1064-8208 .  
  107. ^ a b «Черепаха транзисторов побеждает в гонке - революция CHM» . Музей истории компьютеров . Проверено 22 июля 2019 .
  108. ^ "1964 - Представлена ​​первая коммерческая MOS IC" . Музей истории компьютеров .
  109. ^ а б Лойек 2007 , стр. 195.
  110. ^ Lojek 2007 , стр. 239.
  111. ^ а б Лойек 2007 , стр. 176.
  112. ^ С, Чжи-Tang (октябрь 1988). «Эволюция МОП-транзистора - от концепции до СБИС» (PDF) . Труды IEEE . 76 (10): 1280–1326 (1292). DOI : 10.1109 / 5.16328 . ISSN 0018-9219 .  
  113. ^ Lojek 2007 , стр. 240.
  114. ^ Lojek 2007 , стр. 241.
  115. ^ Lojek 2007 , стр. 202-204.
  116. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 139.
  117. ^ а б в г Берлин 2005 , стр. 140.
  118. ^ а б Лойек 2008 , стр. 206.
  119. ^ Flamm 1996 , стр. 56.
  120. ^ Flamm 1996 , стр. 56-57.
  121. ^ Flamm 1996 , стр. 57.
  122. ^ Flamm 1996 , стр. 58.
  123. ^ Flamm 1996 , стр. 68.
  124. ^ Flamm 1996 , стр. 69-70.
  125. ^ Flamm 1996 , стр. 70.
  126. ^ Hayers, Томас (1989-11-24). «Японская хватка по-прежнему замечена в патентах» . Нью-Йорк Таймс .
  127. ^ Эндрюс, Эдмунд (1994-09-01). "Texas Instruments проигрывает в правлении Японии" . Нью-Йорк Таймс . В прошлом году компания получила 520 миллионов долларов дохода от лицензионных отчислений по сравнению с менее чем 200 миллионами долларов в год в конце 1980-х годов, и аналитики говорят, что большая часть этих денег поступает от японских лицензионных сделок.
  128. ^ Lojek 2007 , стр. 1.
  129. ^ Ghandhi, S. (1968). Теория и практика микроэлектроники . Вайли.
  130. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 109.
  131. ^ Berlin 2005 , стр. 140-141.
  132. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 141.
  133. ^ Lojek 2007 , стр. 194.
  134. ^ Lojek 2007 , стр. 2.
  135. ^ Роджерс, Эверетт М .; Рафаэли, Шейзаф (1985). «Компьютеры и связь» . В Рубене, Брент Д. (ред.). Информация и поведение . Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Издатели транзакций. С. 95–112. ISBN 9780887380075. ISSN  0740-5502 .
  136. ^ а б Рид, TR (1984). Чип: как два американца изобрели микрочип и совершили революцию . Саймон и Шустер. п. 76 . ISBN 9780671453930. Однажды в 1958 году Жан Орни пришел к Нойсу с теоретическим решением ...
  137. Перейти ↑ Reid, TR (2008). Чип: как два американца изобрели микрочип и совершили революцию . Саймон и Шустер / Отпечатки лап. ISBN 9781439548882.
  138. ^ Райт, Р. (1985-03-03). «Микромонолит и как он рос» . Нью-Йорк Таймс . Г-н Рид слишком склонен находить увлекательными всех людей, с которыми он встречался в ходе своего исследования ... Отбросив несколько косвенных профилей миниатюр, г-н Рид мог бы придать больший импульс своей истории, особенно если бы он исследовал личности его центральных персонажей более глубоко.
  139. ^ Ceruzzi 2003 , стр. 179.
  140. ^ Ceruzzi 2003 , стр. 186.
  141. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 110.
  142. ^ Саксен 2009 , стр. 335-340, 488.
  143. ^ Например, Марков, Дж. (2011-05-04). «Intel увеличивает скорость транзисторов, наращивая их вверх» . Нью-Йорк Таймс . 1959 год, когда соучредитель Intel Роберт Нойс и Джек Килби из Texas Instruments независимо друг от друга изобрели первые интегральные схемы ...; Хейерс, Томас (1989-11-24). «Японская хватка по-прежнему замечена в патентах» . Нью-Йорк Таймс . Базовый полупроводник был изобретен в 1958 году инженером Texas Instruments Джеком Килби и доктором Робертом Н. Нойсом, соучредителем Intel…
  144. ↑ Дас, С. (19 сентября 2008 г.). «Фишка, изменившая мир» . Нью-Йорк Таймс . Революционная идея Килби ... Шесть месяцев спустя, в Калифорнии, другой инженер, Роберт Нойс ...
  145. Перейти ↑ Kaplan 2010 , p. 76: «Это было изобретено не огромной командой физиков, а одним человеком, работающим в одиночку, самозванцем - даже не физиком, а инженером, Джоном Сент-Клером Килби».
  146. Перейти ↑ Kaplan 2010 , p. 266: «у микрочипа был случайный соавтор, Роберт Нойс ... который придумал свою версию идеи в январе 1959 года, но отложил ее в сторону. Только когда он узнал о презентации TI на торговой выставке в марте 1959 года, он взглянул еще раз. ... ".
  147. ^ С, Чжи-Tang (октябрь 1988). «Эволюция МОП-транзистора - от концепции до СБИС» (PDF) . Труды IEEE . 76 (10): 1280–1326 (1290). Bibcode : 1988IEEEP..76.1280S . DOI : 10.1109 / 5.16328 . ISSN 0018-9219 .  Те из нас, кто занимался исследованиями кремниевых материалов и устройств в течение 1956–1960 годов, считали эту успешную попытку группы Bell Labs во главе с Аталлой по стабилизации поверхности кремния самым важным и значительным технологическим достижением, проложившим путь к технологии кремниевых интегральных схем разработки на втором этапе и объемы производства на третьем этапе.
  148. ↑ Вольф, Стэнли (март 1992 г.). «Обзор технологий изоляции ИС» . Технология твердого тела : 63.
  149. ^ Саксен 2009 , стр. 59.
  150. Перейти ↑ Berlin 2005 , p. 109: «Провода не позволяли производить устройство в любом количестве, факт, о котором Килби был хорошо осведомлен, но его, несомненно, была интегральная схема… своего рода».
  151. ^ Lojek 2007 , стр. 15: «Историки приписали изобретение интегральной схемы Джеку Килби и Роберту Н. Нойсу. В этой книге я утверждаю, что группа изобретателей была намного больше».
  152. ^ Lojek 2007 , стр. 194: «Идея Килби об интегральной схеме была настолько непрактичной, что от нее отказалась даже Texas Instruments. Патент Килби использовался только как очень удобный и прибыльный торговый материал. Скорее всего, если бы Джек Килби работал на любую компанию, кроме Texas Instruments, его идея никогда не была бы запатентована. ".
  153. ^ Саксен 2009 , стр. ix: «… преобладающая точка зрения вводила в заблуждение и сохранялась в течение долгого времени, например, более четырех десятилетий в этом случае изобретения ИС… Почти все в области микроэлектроники, включая физику, химию, инженерию и т. д. в Весь мир, похоже, принимал ошибочную информацию об изобретении ИС на протяжении более четырех десятилетий, потому что до сих пор они ничего не сделали, чтобы исправить это ».

Библиография [ править ]

  • Берлин, Л. (2005). Человек, стоящий за микрочипом: Роберт Нойс и изобретение Кремниевой долины . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199839773.
  • Brock, D .; Лекюер, К. (2010). Lécuyer, C .; и другие. (ред.). Создатели микрочипа: документальная история Fairchild Semiconductor . MIT Press. ISBN 9780262014243.
  • Ceruzzi, PE (2003). История современных вычислений . MIT Press. ISBN 9780262532037.
  • Фламм, К. (1996). Неуправляемая торговля: стратегическая политика и полупроводниковая промышленность . Издательство Брукингского института. ISBN 9780815728467.
  • Хабнер, Курт (1998). «Четырехслойный диод в колыбели Кремниевой долины» . In Tsuya, H .; Хафф, Говард Р .; GöSele, U. (ред.). Кремниевое материаловедение и технология: материалы восьмого международного симпозиума по кремниевому материаловедению и технологии . Электрохимическое общество. С. 99–115. ISBN 978-1-56677-193-1.
  • Каплан, Ф (2010). 1959: Год Все изменилось . Джон Вили и сыновья. ISBN 9780470602034.
  • Лойек, Б. (2007). История полупроводниковой техники . Springer. ISBN 9783540342571.
  • Саксена, А (2009). Изобретение интегральных схем: неописуемые важные факты . Международная серия о достижениях в твердотельной электронике и технологиях. World Scientific. ISBN 9789812814456.