TechSavvyZone

Архитектор компьютеров Сеймур Крэй финансирует разработку первого кремниевого устройства, отвечающего требованиям производительности самой быстрой машины в мире.

Архитектор компьютеров Сеймур Крей работал с германиевыми транзисторами General Transistor Corporation в Univac. Основав Control Data Corporation в 1957 году вместе с Уильямом Норрисом, Крей попросил General Transistor разработать быстродействующее германиевое устройство для CDC 1604, которое в 1960 году стало первой коммерчески успешной крупномасштабной транзисторной машиной для научных вычислений.

С целью создания самого быстрого в мире суперкомпьютера Cray потребовался транзистор, который переключался бы менее чем за 3 наносекунды, работая в условиях высокой температуры, создаваемой сотнями тысяч устройств, работающих в непосредственной близости. Ранние кремниевые транзисторы работали лучше германиевых при повышенной температуре, но были слишком медленными для многих компьютерных конструкций.

Компания Cray заключила с Fairchild Semiconductor контракт на разработку нового транзистора для CDC 6600 на сумму 500 000 долларов. Жан Эрни выполнил спецификацию, объединив «легирование золотом» — добавление примесей золота — с новым процессом эпитаксиального осаждения. (Веха 1960 года) Устройство npn 2N709 (FT-1310) было представлено в июле 1961 года как первый кремниевый транзистор, превзошедший по скорости германиевый.

Каждый CDC 6600 использовал 600 000 транзисторов, упакованных в уникальную конфигурацию модуля в стиле Cordwood для минимизации длины соединительных проводов. В 1964 году компания разместила «один из крупнейших единичных заказов в истории полупроводниковой промышленности» у Fairchild на более чем 10 миллионов устройств. Scientific Data Systems была еще одним ранним пользователем высокоскоростных кремниевых транзисторов для логических приложений в компьютерах серии Sigma.

Производители полупроводников и независимые поставщики создают специализированное испытательное оборудование для высокопроизводительного производства.

В течение первых двух десятилетий отрасли производители полупроводников изготавливали большую часть своих собственных инструментов и оборудования на заказ. В начале 1960-х годов Fairchild Semiconductor, Signetics, Texas Instruments и другие начали продавать специализированное полупроводниковое испытательное оборудование своим клиентам и конкурентам.

Инженеры TI разработали машину для тестирования транзисторов Centralized Automatic Tester (CAT) в 1958 году. Transistor and Component Tester (TACT) от TI, представленный в 1962 году, служил компании и ее клиентам в течение многих лет. Одним из первых тестеров интегральных схем, предлагаемых на рынке, была Signetics Model 1420.

Под руководством соучредителя Вика Гринича Fairchild выпустила серию внутренних тестеров транзисторов, начиная с Type 1A в 1959 году. Тестер Type 4 был представлен для публичной продажи на выставке IRE в марте 1961 года. Эта группа выросла в важное подразделение по приборостроению, которое выпустило несколько поколений машин, включая автоматическую тестовую систему Model 4000M, рабочую лошадку отрасли в 1960-х годах, и Sentry 400, один из первых тестеров с большим количеством выводов для больших интегральных схем (БИС).

Николас ДеВольф, главный инженер производителя полупроводников Transitron, Уэйкфилд, Массачусетс, объединился с Алексом д'Арбелоффом в 1961 году, чтобы основать Teradyne в Бостоне для создания тестера диодов D133, одной из первых коммерческих испытательных систем, использующих полупроводники вместо электронных ламп. В 1966 году ДеВольф и Милт Коллинз разработали модель J259 на основе мини-компьютера PDP-8 компании Digital Equipment Corporation в качестве первой в отрасли испытательной системы с компьютерным управлением. Эта машина заложила основу для сегодняшней отрасли автоматического испытательного оборудования (ATE) и Teradyne как основного игрока.

Джей Ласт руководит разработкой первой коммерческой ИС на основе планарного процесса Эрни и монолитного подхода Нойса.

В августе 1959 года директор по исследованиям и разработкам Fairchild Semiconductor Роберт Нойс попросил соучредителя Джея Ласта начать разработку интегральной схемы на основе планарного процесса Хорни (1959 Milestone) и патента Нойса. (1959 Milestone) После создания многокристального триггера с дискретными транзисторами для демонстрации концепции в Wescon, Ласт собрал команду, в которую вошли Сэм Фок, Айзи Хаас, Лайонел Каттнер и Джеймс Нэлл. Основываясь на данных по характеристикам, подготовленных Доном Фариной, Роберт Норман из отдела приложений разработал триггер с четырьмя транзисторами и пятью резисторами, используя модифицированную схему прямой связанной транзисторной логики (DCTL) как наиболее совместимую с ранними возможностями планарной обработки.

Интеграция нескольких взаимосвязанных устройств на одном чипе поставила множество новых инженерных задач. Первые рабочие монолитные устройства, произведенные 26 мая 1960 года, использовали физическую изоляцию для достижения электрического разделения между компонентами. Глубокие каналы были вытравлены с задней стороны кремниевой пластины и заполнены непроводящей эпоксидной смолой. Предпочтительный метод производства, электрическая изоляция pn-перехода с использованием метода диффузии бора, разработанного Хаасом и Каттнером, дал рабочие схемы 27 сентября 1960 года.

Fairchild представила передовую информацию на инженерных конференциях и предоставила образцы прототипов клиентам в 1960 году. Под торговой маркой µLogic (Micrologic) функция триггера типа "F" была анонсирована публике в марте 1961 года на пресс-конференции на выставке IRE в Нью-Йорке и с помощью фотографии в журнале LIFE. Пять дополнительных схем, включая функцию вентиля типа "G" (1962 Milestone) , полусумматор и полусдвиговой регистр, были представлены в октябре.

Компания Texas Instruments быстро переняла планарную технологию и в октябре 1961 года анонсировала семейство «полностью интегральных схем» Series 51 DCTL — первые ИС, в которых использовались межсоединения с напылением металла.

Джон Аталла и Давон Канг изготавливают рабочие транзисторы и демонстрируют первый успешный полевой усилитель на МОП-транзисторах.

В 1959 году ММ (Джон) Аталла и Давон Канг из Bell Labs создали первый успешный полевой транзистор с изолированным затвором (FET), который давно предвидели Лилиенфельд, Хейл, Шокли и другие (1926 Milestone), преодолев «поверхностные состояния», которые блокировали проникновение электрических полей в полупроводниковый материал. Исследуя термически выращенные слои диоксида кремния, они обнаружили, что эти состояния могут быть заметно уменьшены на границе между кремнием и его оксидом в сэндвиче, состоящем из слоев металла (M - затвор), оксида (O - изоляция) и кремния (S - полупроводник) - отсюда и название MOSFET, широко известный как MOS.

Поскольку их устройство было медленным и не отвечало насущным потребностям телефонной системы, оно не получило дальнейшего развития. Однако в служебной записке 1961 года Канг указал на его потенциальную «простоту изготовления и возможность применения в интегральных схемах». Но исследователи из Fairchild и RCA признали эти преимущества. В 1960 году Карл Зайнингер и Чарльз Мюллер изготовили МОП-транзистор в RCA, а CT Sah из Fairchild построил тетрод, управляемый МОП-транзистором. Фред Хейман и Стивен Хофштейн последовали их примеру в 1962 году с экспериментальным 16-транзисторным интегральным устройством в RCA.

Проводящая область МОП-транзистора может быть либо p-типа (что делает его устройством с " p-каналом "), либо n-типа (" n-каналом "). Последние быстрее, чем p-канал, но их сложнее изготавливать. МОП-устройства появились на коммерческом рынке в 1964 году. General Microelectronics (GME 1004) и Fairchild (FI 100) предложили p-канальные устройства для логических и коммутационных приложений; RCA представила n-канальный транзистор (3N98) для усиления сигналов. Из-за их меньшего размера и более низкого энергопотребления, чем биполярные устройства, более 99 процентов микросхем, производимых сегодня, используют МОП-транзисторы. Достижение такой повсеместности потребовало десятилетий усилий. (Веха 1964 года)