Jek Kilbining birinchi yarimo'tkazgichli integral sxemasi 2018 yil 12 sentyabr
1958 yil 12 sentabrda Jek S. Kilbi Texas Instruments (AQSh) da birinchi ishlaydigan integral sxemani namoyish qildi. Birinchi marta elektron komponentlar bitta substratga birlashtirildi. Ushbu qurilma 11,1 mm dan 1,6 mm gacha bo'lgan kichik germanium plastinkasida generator edi. Bugungi kunda integral mikrosxemalar deyarli barcha elektron qurilmalarning asosiy qurilish bloklari hisoblanadi.
Integral mikrosxemalar ixtirosi uchun Jek Kilbi 2000 yilda fizika bo'yicha Nobel mukofoti va 1970 yilda Milliy fan medali bilan taqdirlangan, 1982 yilda esa u AQSh Milliy shon-shuhrat zaliga faxriy ixtirochi sifatida kiritilgan. 
Jek Kilbi ochiq laboratoriya jurnali bilan, uning sahifalarida u yaratgan birinchi integral mikrosxemaning tavsifi.
Bu Jek Kilbining birinchi integral sxemasi.
SSSRda 1963 yilda Zelenogradda Mikroelektronika Markazi tashkil etilgan. 1964 yilda u yerdagi Angstrem zavodida qadoqlanmagan tranzistorlar yordamida gibrid plyonka texnologiyasidan foydalangan holda tayyorlangan “Tropa” (201-seriya), “Ambassador” (217-seriya) birinchi integral mikrosxemalar ishlab chiqildi. 60-yillarning oxirida Zelenograddagi Mikron zavodida texnologiya qo'llanildi va birinchi monolit integral mikrosxemalar ishlab chiqarila boshlandi. Mana Micron kompaniyasining "Mantiq-1" mavzusidagi birinchi mikrosxemalarining uchuvchi partiyasi uchun pasport. 
Va bu mikrosxemaning o'zi, men uning pasportini taqdim etdim 
Undan keyin Logic-2 (133-seriya - Texas Instruments kompaniyasining SN54 seriyasining analogi) joy oldi. Xususan, SN5400 ning analogi bo'lgan mashhur M3300 yoki 1LB333 deb nomlanuvchi mashhur mikrosxema keyinchalik 133LA3 yoki plastik korpusda K155LA3 (SN7400) sifatida tanilgan, amerikalik hamkasblari singari ushbu seriyani yaxshilash nuqtai nazaridan yanada davom etdi. "Tier" mavzusidagi ishlash - 530LA3 (SN54S00), "Isis KS" mavzusidagi samaradorlik - 533LA3 (SN54LS00) va boshqalar. Qanday qilib Malin B.V.ning maqolasini eslay olmaysiz, u shunday yozgan: "Amerika texnologik tajribasini takrorlash va nusxalash tushunchalari amalda bo'lgan - MEPning "teskari muhandislik" usullari. Ko'paytirish uchun kremniy integral mikrosxemalar prototipi va ishlab chiqarish namunalari AQSHdan olingan bo'lib, ularni nusxalash Iqtisodiyot vazirligi (vazir Shokin) buyrug'i bilan qat'iy tartibga solingan. Nusxa ko'chirish kontseptsiyasi 19 yildan ortiq vaqt davomida vazir tomonidan qat'iy nazorat qilingan, bu davrda muallif MEP tizimida 1974 yilgacha ishlagan ... "
Rivojlanish 1973 yilda boshlangan elektron soat Pulsarda. Rivojlanish bo‘yicha ilmiy direktor, texnika fanlari doktori, prof. Dokuchaev Yuriy Petrovich. Fotosuratda birinchi sovet CMOS elektron soati "Electronics-1" ning ichki ko'rinishi ko'rsatilgan.
Shuningdek, 1973 yilda Angstremda birinchi sovet CMOS kalkulyatorining seriyali ishlab chiqarilishi o'zlashtirildi. 
1980 yilda Mikron zavodi 100 000 000 dona integral mikrosxemani, 1985 yilda esa Angstrem zavodi suyuq kristall displeyli Elektronika-85 cho'ntak 16 bitli shaxsiy kompyuterini seriyali ishlab chiqara boshladi. 
Muxtasar qilib aytganda, 80-yillarning o'rtalarida sovet radioelektronikasining rivojlanishining eng yuqori cho'qqisiga chiqdi. Buni "Biser-4" bort kompyuterida mahalliy mikroprotsessorlardan foydalangan Buran kosmik kemasining noyob parvozi va avtomatik qo'nishi tasdiqlaydi. Xuddi shu Rigada "Rina", "Rayt" va "Rosite" mavzularida birinchi mahalliy signal protsessorlarini ishlab chiqarish o'zlashtirildi.
Va bu 1986 yil fevral oyida KPSS 27-s'ezdi delegatlariga taqdim etilgan noyob elektron daftarning fotosurati. 
Keyin nima bo'ldi? Gorbachyov hokimiyatga kelishi bilan Sovet elektronikasi ko'z o'ngimizda tom ma'noda yiqila boshladi. Ammo g'alati tomoni shundaki, bu oxirgi Bosh kotib aytgan hamma narsa ilg'or edi, masalan, 1986 yilda KPSS 27-s'ezdida u ilmiy-texnikaviy taraqqiyotni tezlashtirish dasturini e'lon qildi, lekin aslida butunlay boshqacha narsa sodir bo'ldi. Davlat mulkining progressiv o'g'irlanishi boshlandi, korxonalar yopildi, ish haqi to'lanmadi, tartibsizlik va nihoyat, SSSR parchalandi.
Biroq, bu boshqa hikoya.
2014 yil fevral oyi boshida integral mikrosxemalar kabi zamonaviy sxema texnologiyasining ajralmas qismi jahon hamjamiyatida paydo bo'lganiga ellik besh yil to'ldi.
Eslatib o'tamiz, 1959 yilda Amerika Qo'shma Shtatlarining Federal Patent idorasi patent bergan Texas kompaniyalari Integral mikrosxemani yaratish uchun asboblar.
Ushbu voqea elektronika davrining tug'ilishi va undan foydalanishdan kelib chiqadigan barcha imtiyozlar sifatida qayd etildi.
Darhaqiqat, integral sxema bizga ma'lum bo'lgan ko'pgina elektr jihozlarining asosidir.
Integral mikrosxemani yaratish g'oyasi birinchi marta o'tgan asrning 50-yillari boshlarida paydo bo'lgan. Uning paydo bo'lishi uchun asosiy dalil elektr jihozlarining narxini miniatyuralashtirish va pasaytirish edi. Uzoq vaqt davomida uni amalga oshirish haqidagi fikrlar dunyoda televidenie va radio, shuningdek, kompyuter texnologiyalari kabi elektron texnologiyalarning tarmoqlari faol rivojlanayotganiga qaramay, shunchaki havoda edi.
Integral sxemani yaratish diodlar va yarimo'tkazgichli tranzistorlar yordamida sxemalarni ishlab chiqarishda keraksiz simlardan, montaj panellaridan va izolyatsiyadan voz kechishni nazarda tutgan. Biroq, uzoq vaqt davomida hech kim bunday fikrlarni amalga oshirishga muvaffaq bo'lmadi. Jek Kilbi (2000 yilda integral mikrosxemalar ixtirosi uchun fizika bo'yicha Nobel mukofoti sovrindori) kabi iste'dodli va taniqli muhandisning zamonaviy olimlarga faol mehnatidan so'nggina 1958 yilda birinchi mikrosxema taqdim etildi. Deyarli olti oy o'tgach, ixtiro Kilbi ishlagan kompaniya (Texas Instruments) tomonidan patentlangan.
Albatta, endi shuni aytishimiz mumkinki, nemis olimi Kilbining birinchi mikrosxemasi butunlay yaroqsiz edi. Biroq, keyinchalik uning asosida ko'proq integral mikrosxemalar yaratildi, ulardan biri Robert Noys texnologiyasi - kremniy planar chipi edi.
R. Noys Fairchald Semiconductor kompaniyasida yuqori lavozimni egallagan, aniqrog'i, u uning asoschilaridan biri edi. Noysning ishi Kilbi patenti olingandan so'ng deyarli darhol patentlangan. Biroq, Kilby chipidan farqli o'laroq, Noycening rivojlanishi yirik elektr jihozlari ishlab chiqaruvchilari orasida mashhurlikka erishdi. Bu Texas Instruments va Fairchald Semiconductor o'rtasidagi kelishmovchilikka va 1969 yilgacha bo'lgan keyingi sud jarayonlariga sabab bo'ldi. Natijada Noys mikrosxemalarning birinchi ixtirochisi deb topildi. Vaziyatlarning bu tasodifi ikkala kompaniya egalarini umuman xafa qilmadi. Bir necha yil oldin ular bir ovozdan qarorga kelishdi va ikkala olimni teng huquqli integral mikrosxema asoschilari sifatida tan olishdi va ularga AQSh ilmiy va muhandislik hamjamiyatlarining eng yuqori mukofotlari - Milliy fan medali va Milliy texnologiya medalini berishdi. .
Agar siz o'tmishni yaxshilab o'rgansangiz, ishonch bilan aytishingiz mumkinki, Noys va Kilbi chipni dunyoga taqdim etishidan oldin, bu g'oya ustida juda ko'p ishlar qilingan. katta miqdorda kam bo'lmagan ilg'or dizaynlarni taklif qilgan olimlar. Ular orasida muhandis Verner Yakobi (Germaniya) bor. Uning rivojlanishi hatto 1949 yilda patentlangan. Patentda muhandis umumiy substratda 5 ta tranzistordan iborat mikrosxema loyihasini chizdi. Keyinchalik, 1952 yilda sxema komponentlarini bir birlikka birlashtirish printsipi ingliz muhandisi D. Dammer tomonidan tasvirlangan. Yana besh yildan so'ng, Jeffri Dummer to'rtta tranzistorga asoslangan integral mikrosxemalar flip-flopining birinchi ishchi namunasini e'lon qildi. Afsuski, ingliz harbiy mutaxassislari Dummerning ixtirosini qadrlamadilar, garchi ular bo'lishi kerak edi. Natijada, olimning barcha ishlari to'xtatildi. Keyinchalik Dummerning ixtirosi zamonaviy mikrosxemalarning asoschisi, olimning o'zi esa integral mikrosxemalarning payg'ambari deb ataldi.
1957 yilda Amerika Qo'shma Shtatlari boshqa muhandis Bernard Oliverning uchta planar tranzistorlar yordamida monolit blok ishlab chiqarish texnologiyasiga patent olish uchun arizasini qabul qildi.
Zamonaviy mikrosxema payg'ambarlarining ismlari orasida muhandis Xarvik Jonsonning bosh harflari bor, u bitta chipda sxemalarning elektron komponentlarini yaratishning bir nechta turlarini patentlagan, ammo hech qachon o'z kashfiyotlarini amalga oshirishga imkon beruvchi bitta hujjatni olmagan. Ushbu usullardan biri Jonsonning barcha yutuqlarini olgan Jek Kilbi tomonidan ishlatilgan.
Integratsiyalashgan sxema (IC)- signalni o'zgartirish va qayta ishlash funktsiyalarini bajaradigan mikroelektron mahsulot bo'lib, u elementlarning zich o'rashi bilan tavsiflanadi, shuning uchun elementlar orasidagi barcha ulanishlar va ulanishlar bir butunlikni tashkil qiladi.
ICning ajralmas qismi elektr va radio elementlar (tranzistorlar, rezistorlar va boshqalar) vazifasini bajaradigan va mustaqil mahsulotlar sifatida ajratilmaydigan elementlardir. Bunday holda, faol elementlarni kuchaytirish yoki boshqa signalni o'zgartirish funktsiyalarini bajaradigan IC elementlari (diodlar, tranzistorlar va boshqalar), passiv esa chiziqli elementlarni amalga oshiradigan elementlar deb ataladi. uzatish funktsiyasi(rezistorlar, kondansatörler, induktorlar).
Integral mikrosxemalarning tasnifi:
Ishlab chiqarish usuli bo'yicha:
Integratsiya darajasiga ko'ra.
Axborot tizimining integratsiyalashuv darajasi murakkablik ko'rsatkichi bo'lib, uning tarkibidagi elementlar va tarkibiy qismlarning soni bilan tavsiflanadi. Integratsiya darajasi formula bilan aniqlanadi
Bu erda k - integratsiya darajasini aniqlaydigan koeffitsient, eng yaqin kattaroq butun songa yaxlitlangan, N - ISga kiritilgan elementlar va komponentlar soni.
Integratsiya darajasini miqdoriy tavsiflash uchun ko'pincha quyidagi atamalar qo'llaniladi: agar k ? 1, agar 1 bo'lsa, IC oddiy IC deb ataladi< k ? 2 - средней ИС (СИС), если 2 < k ? 4 - большой ИС (БИС), если k ?4 - сверхбольшой ИС (СБИС).
Integratsiya darajasiga qo'shimcha ravishda, elementlarning o'rash zichligi sifatida yana bir ko'rsatkich ishlatiladi - kristallning birlik maydoniga elementlar soni (ko'pincha tranzistorlar). Bu ko'rsatkich asosan texnologiya darajasini tavsiflaydi, hozirda u 1000 element / mm 2 dan ortiq.
Kino integral mikrosxemalar- bu integral mikrosxemalar bo'lib, ularning elementlari plyonka shaklida dielektrik asos yuzasiga yotqizilgan. Ularning o'ziga xosligi shundaki, ular sof shaklda mavjud emas. Ular faqat passiv elementlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi - rezistorlar, kondansatörler, o'tkazgichlar, induktorlar.
Guruch. 1. Gibrid plyonkali IC ning tuzilishi: 1, 2 - pastki va yuqori kondansatör plitalari, 3 - dielektrik qatlam, 4 - birlashtiruvchi simli avtobus, 5 - o'rnatilgan tranzistor, 6 - plyonkali qarshilik, 7 - pinli terminal, 8 - dielektrik substrat
Gibrid IClar passiv elementlardan (rezistorlar, kondansatörler, prokladkalar) va diskret faol elementlardan (diodlar, tranzistorlar) tashkil topgan yupqa plyonkali mikrosxemalardir. Shaklda ko'rsatilgan gibrid IC. 1, plyonkali kondansatörler va unga qo'llaniladigan rezistorlar va biriktirilgan o'rnatilgan tranzistorli dielektrik substrat bo'lib, uning bazasi juda nozik sim shaklida avtobus orqali kondansatörning yuqori plitasiga ulangan.
Yarimo'tkazgichli IClarda yarimo'tkazgich kristalining hajmida va yuzasida barcha elementlar va elementlararo ulanishlar amalga oshiriladi. Yarimo'tkazgichli IC - bu tekis yarim o'tkazgichli kristall (substrat), uning sirt qatlamida turli xil texnologik usullardan foydalangan holda elektr zanjiri elementlariga ekvivalent bo'lgan mahalliy maydonlar (diodlar, tranzistorlar, kondansatörler, rezistorlar va boshqalar) hosil bo'ladi. kino metall ulanishlar (o'zaro bog'lanishlar) bilan sirt.
Yarimo'tkazgichli IC larning tagliklari diametri 60 - 150 mm va qalinligi 0,2 - 0,4 mm bo'lgan kremniy, germaniy yoki galliy arsenidining yumaloq plitasi.
Yarimo'tkazgichli substrat bir vaqtning o'zida ko'p sonli IC ishlab chiqariladigan guruhli ish qismidir (2-rasm).
Guruch. 2. Guruh kremniy gofreti: 1 - asosiy kesma, 2 - individual kristallar (chiplar)
Asosiy texnologik operatsiyalarni tugatgandan so'ng, u qismlarga bo'linadi - kristallar 2, shuningdek, chiplar deb ataladi. Kristal tomonlarning o'lchamlari 3 dan 10 mm gacha bo'lishi mumkin. Plitaning asosiy kesmasi 1 turli texnologik jarayonlarda uni yo'naltirish uchun xizmat qiladi.
Yarimo'tkazgichning IC - tranzistor, diod, rezistor va kondansatör elementlarining tuzilmalari, yarimo'tkazgichning mahalliy bo'limlarini tekis texnologiya usullaridan foydalangan holda tegishli doping yo'li bilan ishlab chiqarilgan. 3, a-d. Planar texnologiya IC elementlarining barcha terminallari sirtda bir tekislikda joylashganligi va bir vaqtning o'zida nozik plyonkali o'zaro bog'lanishlar yordamida elektr zanjiriga ulanganligi bilan tavsiflanadi. Planar texnologiya bilan guruhli ishlov berish amalga oshiriladi, ya'ni bitta texnologik jarayon davomida substratlarda ko'p sonli IC ishlab chiqariladi, bu esa yuqori ishlab chiqarish va samaradorlikni ta'minlaydi, shuningdek, ishlab chiqarishni avtomatlashtirishga imkon beradi.
Guruch. 3. Yarimo'tkazgich IC elementlarining tuzilmalari: a - tranzistor, b - diod, c - rezistor, d - kondansatör, 1 - yupqa plyonkali kontakt, 2 - dielektrik qatlam, H - emitent; 4 - tayanch, 5 - kollektor, 6 - katod, 7 - anod, 8 - izolyatsion qatlam; 9 - qarshilik qatlami, 10 - izolyatsion qatlam, 11 - plastinka, 12, 14 - kondansatörning yuqori va pastki elektrodlari, 13 - dielektrik qatlam
Birlashtirilgan IClarda Yarimo'tkazgichlarning bir varianti bo'lgan (4-rasm) kremniy substratda yarim o'tkazgich va yupqa plyonkali elementlarni yaratadi. Ushbu sxemalarning afzalligi shundaki, qattiq jismda ma'lum qarshilikka ega rezistorlarni ishlab chiqarish texnologik jihatdan qiyin, chunki u nafaqat qo'shilgan yarim o'tkazgich qatlamining qalinligiga, balki qarshilikning qalinligi bo'yicha taqsimlanishiga ham bog'liq. Rezistorni ishlab chiqarishdan so'ng qarshilikni nominal qiymatga moslashtirish ham sezilarli qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Yarimo'tkazgichli rezistorlar sezilarli haroratga bog'liqligiga ega, bu esa IC rivojlanishini murakkablashtiradi.
Guruch. 4. Kombinatsiyalangan IC ning tuzilishi: 1 - kremniy dioksid plyonkasi, 2 - diod, 3 - plyonka ichidagi ulanishlar, 4 - yupqa plyonkali rezistor, 5, 6, 7 - yupqa plyonkali kondansatör va dielektrikning yuqori va pastki elektrodlari, 8 - yupqa plyonkali kontaktlar, 9 - tranzistor, 10 - silikon gofret.
Bundan tashqari, qattiq jismlarda kondansatkichlarni yaratish ham juda qiyin. Yarimo'tkazgichli IClarning rezistor va kondansatör ko'rsatkichlarini kengaytirish va ularning ishlash xususiyatlarini yaxshilash uchun o'zaro bog'langan sxema texnologiyasi deb ataladigan nozik plyonka texnologiyasiga asoslangan kombinatsiyalangan texnologiya ishlab chiqildi. Bunday holda, IC ning faol elementlari (ehtimol nominal qarshilik nuqtai nazaridan muhim bo'lmagan ba'zi rezistorlar) diffuziya usuli yordamida silikon kristallning tanasida ishlab chiqariladi, so'ngra passiv elementlar - rezistorlar, kondansatörler va o'zaro bog'lanishlar - plyonkalarning vakuumli cho'kishi natijasida hosil bo'ladi (kino IClarida bo'lgani kabi).
Elektron elementlar bazasi tobora ortib borayotgan sur'atlar bilan rivojlanmoqda. Har bir avlod ma'lum bir vaqtning o'zida paydo bo'lib, eng asosli yo'nalishlarda takomillashishda davom etmoqda. Elektron mahsulotlarning avloddan-avlodga o'tishi ularning funktsional murakkabligi, ishonchliligi va xizmat muddatini oshirish, ishlab chiqarishni qisqartirish yo'nalishi bo'yicha rivojlanmoqda. umumiy o'lchamlar, og'irligi, narxi va energiya iste'moli, texnologiyani soddalashtirish va elektron uskunalar parametrlarini yaxshilash.
Mikroelektronikaning mustaqil fan sifatida paydo bo'lishi boy tajriba va diskret yarimo'tkazgichli qurilmalar ishlab chiqaruvchi sanoat bazasidan foydalanish tufayli mumkin bo'ldi. Biroq, yarimo'tkazgichli elektronika rivojlanishi bilan elektron hodisalar va ularga asoslangan tizimlardan foydalanishda jiddiy cheklovlar aniq bo'ldi. Shu sababli, mikroelektronika yarimo'tkazgichli integratsiyalashgan texnologiyani takomillashtirish yo'nalishida ham, yangi fizik hodisalardan foydalanish yo'nalishida ham tez sur'atlar bilan rivojlanishda davom etmoqda. radioelektron integral mikrosxema
Mikroelektronika mahsulotlari: turli darajadagi integratsiyalashgan integral mikrosxemalar, mikroagregatlar, mikroprotsessorlar, mini va mikrokompyuterlar - oldingi avlod uskunalaridan yaxshiroq farq qiladigan funktsional jihatdan murakkab radio va hisoblash uskunalarini loyihalash va sanoat ishlab chiqarishni amalga oshirishga imkon berdi. parametrlar, yuqori ishonchlilik va xizmat muddati, qisqaroq energiya sarfi va narxi. Mikroelektronika mahsulotlariga asoslangan uskunalar inson faoliyatining barcha sohalarida keng qo'llaniladi.
Mikroelektronika kompyuter yordamida loyihalash tizimlari, sanoat robotlari, avtomatlashtirilgan va avtomatik ishlab chiqarish liniyalari, aloqa uskunalari va boshqa ko'p narsalarni yaratishga hissa qo'shadi.
Birinchi bosqich
Birinchi bosqich 1809 yilda rus muhandisi Ladygin tomonidan cho'g'lanma lampaning ixtirosini o'z ichiga oladi.
1874 yilda nemis olimi Braun tomonidan metall-yarim o'tkazgich kontaktlarida rektifikatsion ta'sirning kashf qilinishi. Rossiyalik ixtirochi Popov tomonidan radio signalni aniqlash uchun ushbu effektdan foydalanish unga birinchi radio qabul qilgichni yaratishga imkon berdi. Radioning ixtiro qilingan sanasi 1895 yil 7 may, Popovning Sankt-Peterburgdagi Rossiya fizik-kimyoviy jamiyati fizika bo'limi yig'ilishida ma'ruza va ko'rgazmali chiqishlari deb hisoblanadi. IN turli mamlakatlar yuqori chastotali tebranishlarning oddiy va ishonchli detektorlari - detektorlarning har xil turlarini ishlab chiqish va tadqiq qilish ishlari olib borildi.
Ikkinchi bosqich
Elektronika rivojlanishining ikkinchi bosqichi 1904 yilda ingliz olimi Fleming elektr vakuum diodini loyihalashtirgandan keyin boshlandi. Buning ortidan 1907 yilda birinchi kuchaytiruvchi trubka - triod ixtiro qilindi.
1913 - 1919 yillar elektron texnikaning jadal rivojlanishi davri bo'ldi. 1913 yilda nemis muhandisi Meysner trubkani qayta tiklovchi qabul qiluvchining sxemasini ishlab chiqdi va triod yordamida so'nmagan garmonik tebranishlarni oldi.
Rossiyada birinchi radio trubkalar 1914 yilda Sankt-Peterburgda Rossiya simsiz telegrafiya jamiyati maslahatchisi, SSSR Fanlar akademiyasining bo'lajak akademigi Nikolay Dmitrievich Papaleksi tomonidan ishlab chiqarilgan.
Uchinchi bosqich
Elektronika rivojlanishining uchinchi davri - nuqta-nuqtali tranzistor ixtiro qilinishi bilan boshlangan diskret yarimo'tkazgichli qurilmalarni yaratish va amalga oshirish davri. 1946 yilda Bell telefon laboratoriyasida Uilyam Shokli boshchiligidagi guruh yaratildi, u kremniy va Germaniyada yarimo'tkazgichlarning xossalari bo'yicha tadqiqotlar olib bordi. Guruh ikki yarimo'tkazgich o'rtasidagi interfeysdagi fizik jarayonlarni nazariy va eksperimental tadqiqotlar bilan olib bordi har xil turlari elektr o'tkazuvchanligi. Natijada uch elektrodli yarim o'tkazgichli qurilmalar - tranzistorlar ixtiro qilindi. Zaryad tashuvchilar soniga qarab tranzistorlar quyidagilarga bo'lingan:
- - unipolyar (maydon), bu erda bir qutbli muhit ishlatilgan.
- - bipolyar, bu erda turli xil polarit tashuvchilar (elektronlar va teshiklar) ishlatilgan.
Tranzistorning ixtirosi elektronika tarixidagi muhim bosqich bo'ldi va shuning uchun uning mualliflari Jon Bardin, Valter Brattain va Uilyam Shokli 1956 yil uchun fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
Mikroelektronikaning paydo bo'lishi
Bipolyarning paydo bo'lishi bilan dala effektli tranzistorlar kichik o'lchamli kompyuterlarni yaratish g'oyalari amalga oshirila boshlandi. Ularning asosida ular aviatsiya va kosmik texnologiyalar uchun bort elektron tizimlarini yaratishni boshladilar. Ushbu qurilmalar minglab individual elektroradio elementlarni o'z ichiga olganligi va ularning soni tobora ko'proq talab qilinganligi sababli, texnik qiyinchiliklar paydo bo'ldi. Elementlar sonining ko'payishi bilan elektron tizimlar Yig'ishdan so'ng darhol ularning ishlashini ta'minlash va kelajakda tizimlarning ishonchliligini ta'minlash deyarli mumkin emas edi. O'rnatish va montaj ishlarining sifati muammosi ishlab chiqaruvchilar uchun radioelektron qurilmalarning ishlashi va ishonchliligini ta'minlashda asosiy muammoga aylandi. O'zaro bog'lanish muammosini hal qilish mikroelektronikaning paydo bo'lishi uchun zaruriy shart edi. Kelajakdagi mikrosxemalarning prototipi bosilgan elektron plata bo'lib, unda barcha bitta o'tkazgichlar bir butunga birlashtiriladi va bir vaqtning o'zida folga dielektri tekisligi bilan mis folga bilan ishlov berish orqali guruh usulida ishlab chiqariladi. Bu holda integratsiyaning yagona turi - o'tkazgichlar. Bosilgan elektron platalardan foydalanish miniatyura muammosini hal qilmasa ham, u o'zaro bog'lanishlarning ishonchliligini oshirish muammosini hal qiladi. Bosilgan elektron platalarni ishlab chiqarish texnologiyasi bir vaqtning o'zida o'tkazgichlardan tashqari boshqa passiv elementlarni ishlab chiqarishga imkon bermaydi. Shuning uchun bosilgan elektron platalar zamonaviy ma'noda integral sxemalarga aylanmadi. Qalin plyonkali gibrid sxemalar birinchi bo'lib 40-yillarning oxirida ishlab chiqilgan bo'lib, ularning ishlab chiqarilishi trafaretlar orqali keramik substratga kumush va shisha kukunlari bo'lgan pastalarni qo'llash usulidan foydalangan holda keramik kondansatörlarni ishlab chiqarishning allaqachon tasdiqlangan texnologiyasiga asoslangan edi;
Integral mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun yupqa plyonkali texnologiya vakuumda dielektrik tagliklarning silliq yuzasiga turli materiallardan (o'tkazgich, dielektrik, qarshilik) yupqa plyonkalarni qo'llashni o'z ichiga oladi.
To'rtinchi bosqich
1960 yilda Feyrchilddan Robert Noys monolit integral mikrosxema g'oyasini taklif qildi va patentladi va planar texnologiyadan foydalangan holda birinchi kremniy monolitik integral mikrosxemalarni ishlab chiqardi.
Bitta kremniy chipida to'rt yoki undan ortiq bipolyar tranzistorli monolit tranzistor-tranzistorli mantiqiy elementlar oilasi Fairchild tomonidan 1960 yil fevral oyida chiqarilgan va "mikrologika" deb nomlangan. Xornining planar texnologiyasi va Noysning monolit texnologiyasi 1960 yilda integral mikrosxemalarning rivojlanishiga asos solgan, birinchi navbatda bipolyar tranzistorlar, va keyin 1965-85. dala effektli tranzistorlar va ikkalasining kombinatsiyalarida.
1961-1962 yillarda qabul qilingan ikkita siyosiy qaror. kremniy tranzistorlar va IC ishlab chiqarish rivojlanishiga ta'sir ko'rsatdi. IBM (Nyu-York) ferromagnit saqlash qurilmalarini emas, balki n-kanalli dala effektli tranzistorlar (metall-oksid-yarim o'tkazgich - MOS) asosidagi elektron xotiralarni (saqlash qurilmalari) istiqbolli kompyuter uchun ishlab chiqish qarori. Ushbu rejaning muvaffaqiyatli amalga oshirilishi natijasi 1973 yilda chiqarilgan. MOS xotirali universal kompyuter - IBM-370/158. Fairchildning direktiv qarorlari kremniy qurilmalari va ular uchun materiallarni o'rganish bo'yicha yarimo'tkazgichlar tadqiqot laboratoriyasida ishlarni kengaytirishni nazarda tutadi.
Shu bilan birga, 1968 yil iyul oyida Gordon Mur va Robert Noys Fairchildning yarimo'tkazgichlar bo'linmasini tark etishdi va 1968 yil 28 iyunda Kaliforniyaning Mountain View shahrida xonani ijaraga olgan o'n ikki kishidan iborat kichik Intel kompaniyasini tashkil qilishdi. Mur, Noys va ularga qo'shilgan kimyoviy texnologiya bo'yicha mutaxassis Endryu Grove o'z oldiga qo'ygan vazifa yangi turdagi elektron qurilmalarni yaratish uchun ko'p sonli elektron komponentlarni bitta yarimo'tkazgich chipiga birlashtirishning ulkan salohiyatidan foydalanish edi.
1997 yilda Endryu Grove "yil odami" bo'ldi va u boshqargan kompaniya Kaliforniyadagi Silikon vodiysidagi yetakchi kompaniyalardan biriga aylangan Intel 90% mikroprotsessorlar ishlab chiqarishni boshladi. shaxsiy kompyuterlar sayyoralar. Integral mikrosxemalarning paydo boʻlishi elektronikaning rivojlanishida hal qiluvchi rol oʻynab, mikroelektronikaning yangi bosqichini boshlab berdi. To'rtinchi davr mikroelektronika sxematik deb ataladi, chunki asosiy asosiy elementlarning tarkibida diskret elektro-radio elementlarga ekvivalent elementlarni ajratish mumkin va har bir integral sxema ma'lum bir fundamentalga mos keladi. elektr diagrammasi, oldingi avlod uskunalarining elektron komponentlariga kelsak.
Integratsiyalashgan sxemalar an'anaviy sxema elementlariga ekvivalent elementlarning yuqori zichligiga ega bo'lgan yagona mahsulot sifatida qaraladigan mikroelektron qurilmalar deb atala boshlandi. Mikrosxemalar tomonidan bajariladigan funktsiyalarning murakkabligiga integratsiya darajasini oshirish orqali erishiladi.
Elektron mavjud
Hozirgi vaqtda mikroelektronika yuqori sifatga o'tmoqda yangi daraja- nanoelektronika.
Nanoelektronika birinchi navbatda natijalarga asoslanadi asosiy tadqiqot kamaytirilgan o'lchamli yarimo'tkazgichli tuzilmalarda atom jarayonlari. Kvant nuqtalari yoki nol o'lchovli tizimlar epitaksial heterostrukturalarda o'z-o'zini tashkil etishni ko'rsatadigan yarimo'tkazgich matritsadagi nanometr o'lchamdagi atom klasterlari yoki orollaridan iborat bo'lgan qisqartirilgan o'lchovli tizimlarning ekstremal holatidir.
Nanoelektronika bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan ishlardan biri IR texnologiyasining materiallari va elementlarini yaratishdir. Ular sanoat korxonalari tomonidan talabga ega va yaqin kelajakda spektrning ultrabinafsha va infraqizil hududlarida biologik ko'rish bilan solishtirganda kengaytirilgan spektrli "sun'iy" (texnik) ko'rish tizimlarini yaratish uchun asosdir. Katta hajmdagi ma'lumotlarni qabul qilish va qayta ishlashga qodir nanostrukturalardagi texnik ko'rish tizimlari va fotonik komponentlar tubdan yangi telekommunikatsiya qurilmalari, atrof-muhit va kosmik monitoring tizimlari, issiqlik tasvirlari, nanodiagnostika, robototexnika, aniq qurollar, terrorizmga qarshi kurash vositalarining asosiga aylanadi. va boshqalar. Yarimo'tkazgichli nanostrukturalardan foydalanish monitoring va qayd etish qurilmalari hajmini sezilarli darajada qisqartiradi, energiya sarfini kamaytiradi, xarajat xususiyatlarini yaxshilaydi va yaqin kelajakda mikro va nanoelektronikada ommaviy ishlab chiqarish afzalliklaridan foydalanish imkonini beradi.
Maqolalar, hamkorlar TurliIntegral mikrosxemaning ixtiro tarixi
Birinchi silikon mantiqiy sxema 52 yil oldin ixtiro qilingan va faqat bitta tranzistorni o'z ichiga olgan. Fairchild Semiconductor asoschilaridan biri Robert Noys 1959 yilda qurilmani ixtiro qildi, keyinchalik u integral mikrosxema, mikrosxema yoki mikrochip sifatida tanildi. Va deyarli olti oy oldin shunga o'xshash qurilma Texas Instruments muhandisi Jek Kilbi tomonidan ixtiro qilingan edi. Aytishimiz mumkinki, bu odamlar mikrosxema ixtirochilariga aylanishdi.
Integral mikrosxemalar bir-biriga elektr o'tkazgichlar orqali ulangan tizimli bog'liq elementlar tizimidir. Integral mikrosxemalar, shuningdek, elektron sxemani o'z ichiga olgan kristallni ham anglatadi. Agar integral sxema korpusga o'ralgan bo'lsa, u allaqachon mikrosxemadir.
Birinchi operatsion integral mikrosxema Kilby tomonidan 1958 yil 12 sentyabrda taqdim etilgan. Unda u Kurt Lehovek tomonidan ixtiro qilingan sxema komponentlarini p-n-birikma izolyatsiyasi tamoyili asosida ishlab chiqqan kontseptsiyadan foydalanilgan.
Yangi mahsulotning ko'rinishi biroz qo'rqinchli edi, ammo Kilbi u ko'rsatgan qurilma hamma narsaning boshlanishini ko'rsatishini bilmas edi. axborot texnologiyalari, aks holda, deydi u, bu prototipni yanada chiroyli qilgan bo'lardi.
Ammo o'sha paytda go'zallik emas, balki amaliylik muhim edi. Barcha elementlar elektron sxema- rezistorlar, tranzistorlar, kondansatörler va boshqalar - alohida taxtalarga joylashtirildi. Bu butun sxemani yarimo'tkazgich materialining bitta monolit kristalida yasash g'oyasi paydo bo'lgunga qadar shunday edi.
Kilbining birinchi integral sxemasi bitta tranzistor, bir nechta rezistor va kondansatkichli kichik 11x1,5 mm germaniy tasmasi edi. O'zining ibtidoiyligiga qaramay, ushbu sxema o'z vazifasini bajardi - u osiloskop ekranida sinus to'lqinini ko'rsatdi.
1959-yil 6-fevralda Jek Kilbi yangi qurilmaga patent topshirdi, uni toʻliq integratsiyalashgan elektron sxema komponentlari boʻlgan yarimoʻtkazgichli material obyekti sifatida taʼrifladi. Uning mikrosxema ixtirosiga qo'shgan hissasi 2000 yilda fizika bo'yicha Nobel mukofoti bilan taqdirlandi.
Robert Noysning g'oyasi Kilbining aql-zakovati rad etgan bir qancha amaliy muammolarni hal qilishga muvaffaq bo'ldi. U Jek Kilbi tomonidan taklif qilingan germaniy emas, balki mikrosxemalar uchun kremniydan foydalanishni taklif qildi.
Patentlar ixtirochilar tomonidan o'sha yili, 1959 yilda olingan. TI va Fairchild Semiconductor o'rtasidagi raqobat tinchlik shartnomasi bilan yakunlandi. O'zaro manfaatli shartlar asosida ular chiplar ishlab chiqarish uchun litsenziya yaratdilar. Ammo mikrosxemalar uchun material sifatida kremniy hali ham tanlangan.
Fairchild Semiconductor-da 1961 yilda integral elektron ishlab chiqarish boshlandi. Ular darhol elektronika sanoatida o'z o'rnini egalladilar. Kalkulyatorlar va kompyuterlarni alohida tranzistorlar sifatida yaratishda ulardan foydalanish tufayli hisoblash qurilmalarini yanada ixcham qilish, ularning ishlashini oshirish, kompyuterni ta'mirlashni sezilarli darajada soddalashtirish mumkin edi.
Aytishimiz mumkinki, shu paytdan boshlab miniatyurachilik davri boshlandi, bu hozirgi kungacha davom etmoqda. Shu bilan birga, Noysning hamkasbi Gordon Mur tomonidan ishlab chiqilgan qonunga mutlaqo rioya qilinadi. U integral mikrosxemalardagi tranzistorlar soni har 2 yilda ikki baravar oshishini bashorat qilgan.
1968 yilda Fairchild Semiconductor kompaniyasini tark etgach, Mur va Noys yangi Intel kompaniyasini yaratdilar. Ammo bu butunlay boshqacha hikoya ...
Tanlov
