Изобретение металлизации

Другой проблемой, решённой Нойсом в январе и марте 1959 года, стала проблема соединений. Нойс с самого начала ориентировался на создание товарного продукта^[75], а без решения проблемы соединений серийный выпуск был невозможен^[76]. Со слов Нойса, изобретение соединений через слой металлизации родилось «не из необходимости, но из-за лени … чтобы избежать соединения компонентов вручную»^[77]. Идея Нойса, с точки зрения его коллег по «вероломной восьмёрке», была самоочевидной: разумеется, пассивирующий оксидный слой является естественным барьером между кристаллом и слоем металлизации^[78]. По свидетельству Тёрнера Хейсти, работавшего и с Килби и с Нойсом, Нойс планировал сделать микроэлектронные патенты Fairchild доступными для широкого круга компаний-лицензиатов — так же, как в 1951—1952 годах Bell Labs открыла всем желающим технологии производства транзисторов^[79].

Заявка на изобретение металлизации была сдана в Патентное бюро 30 июля 1959 года, и (в отличие от заявки на изоляцию p-n-переходом) прошла патентную экспертизу без особых нареканий — патент США 2 981 877 был выдан Нойсу 25 апреля 1961 года. Согласно патенту, существо изобретения Нойса состояло, во-первых, в сохранении оксидного слоя, отделяющего слой металлизации от массива полупроводника (исключая контактные окна, в которых металлизация касалась полупроводника), во-вторых, в нанесении (англ. deposition) слоя металлизации поверх оксида таким образом, что металл прочно скрепляется (англ. adherent) с оксидом. Способ нанесения металла ещё не был известен. Нойс привёл только примеры возможных, но не проверенных на практике технологий: либо селективное осаждение алюминия из вакуума через трафарет, либо нанесение сплошного слоя с последующей фотолитографией рисунка соединений и травлением лишнего металла. По мнению Арджуна Саксены, патент Нойса, при всех его недостатках, точно отражает основы микроэлектронных технологий: так, или примерно так, и изготавливаются современные ИС^[80].

Вероятно, что об аналогичном решении задумывался и Килби: в его патенте упоминается возможный, но не реализованный способ соединений через слой металлизации. Однако Килби поставил на первое место нанесение толстоплёночных слоёв различных металлов (алюминия, меди, легированного сурьмой золота), а вместо привычного в электронных технологиях диоксида кремния рекомендовал использовать моноксид кремния. Ни та, ни другая идея не прижились на практике и не совместима с современным определением полупроводниковой ИС^[81].