double arrow

Из истории разработки ИС

Идею интеграции множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника впервые предложил в 1952 году британский радиотехник Джеффри Даммер. Год спустя Харвик Джонсон подал первую в истории патентную заявку на прототип интегральной схемы (ИС). Реализация этих предложений в те годы не могла состояться из-за недостаточного развития технологий.

Не существует единого мнения о том, кто именно является изобретателем ИС. Американская пресса 1960-х годов признавала изобретателями ИС четырёх человек: Килби, Леговца, Нойса и Эрни. В 1970-е годы список изобретателей сократился до двух имён: Килби и Нойс, а в популярной литературе — до одного Килби. Именно Килби был удостоен в 2000 году Нобелевской премии по физике «за личный вклад в изобретение интегральной схемы». В XXI веке историки отрасли Лесли Берлин. Бо Лоек, Арджун Саксена вернулись к точке зрения, что круг изобретателей ИС был существенно шире, и подвергли ревизии значение вклада Килби.

На пути к созданию интегральной схемы оставались три фундаментальные проблемы. Наиболее чётко их сформулировал в 1958 году сторонник «функциональной электроники» Торкл Уолмарк:

1. Интеграция. В 1958 году не существовало способа формирования в кристалле полупроводника множества различных электронных компонентов. Сплавной способ плохо подходил для ИС, новейшая меза-технология имела неустранимые проблемы с надёжностью.

2. Изоляция. Не существовало эффективного способа электрически изолировать компоненты ИС друг от друга (не считая физической резки кристалла на отдельные приборы).




3. Соединения. Не существовало эффективного способа создания электрических соединений между компонентами ИС (не считая чрезвычайно дорогого и трудоёмкого навесного монтажа золотой проволокой).

Решение этих трёх задач способами, пригодными для серийного производства, и запуск такого производства и составляли изобретение интегральной схемы. Совокупность всех трёх решений — интеграции, изоляции и соединений — стала называться полупроводниковой (планарной и монолитной) интегральной схемой:

Полупроводниковая ИС — ИС, в которой все активные и пассивные элементы (транзисторы, диоды, резисторы и др.) формируются на общей монокристаллической полупроводниковой подложке. Взаимные соединения элементов осуществляются с помощью слоя металлизации, наносимого на изолирующий слой, защищающий поверхность полупроводника. Для исключения взаимосвязи по постоянному току через материал полупроводника все элементы схемы изолируются друг от друга.



Только владение секретами интеграции, изоляции, соединения компонентов и планарным процессом позволило создать полноценный прототип полупроводниковой ИС. История распорядилась так, что у каждого из трёх решений оказался свой автор, а патенты на их изобретения оказались в руках трёх корпораций. Одна из них (Sprague Electric Company) не решилась развивать интегральную тему, другая (Texas Instruments) сделала ставку на заведомо неполный набор технологий, и только Fairchild Semiconductor, объединив всё необходимое, вплотную подошла к серийному выпуску монолитных ИС.

Во время работы на Fairchild Нойс разработал интегральную схему. Несколькими месяцами раньше ту же концепцию изобрёл в Далласе Джек Килби из Texas Instruments. В июле 1959 года Нойс подал патентную заявку на свою концепцию интегральной схемы. Texas Instruments подала на Нойса и Fairchild в суд за нарушение её патентов, тяжба растянулась на несколько лет. Сегодня, как правило, Нойс и Килби признаются соавторами изобретения интегральной схемы, хотя в Зал Славы Изобретателей приняли одного лишь Килби. Чтобы там ни было, заслугой Нойса считается усовершенствование интегральной схемы, позволившее использовать её на практике






Сейчас читают про: