Półprzewodniki germanowe i krzemoweEdit
Mohamed Atalla opracował proces pasywacji powierzchni w 1957 roku, a tranzystor MOS w 1959 roku.
Pierwszym przyrządem półprzewodnikowym z krzemu był krzemowy detektor radiokrystaliczny, opracowany przez amerykańskiego inżyniera Greenleafa Whittiera Pickarda w 1906 roku. W 1940 r. Russell Ohl odkrył złącze p-n i efekty fotowoltaiczne w krzemie. W 1941 r. opracowano techniki produkcji kryształów germanu i krzemu o wysokiej czystości na potrzeby radarowych detektorów mikrofalowych w czasie II wojny światowej. W 1955 roku Carl Frosch i Lincoln Derick z Bell Labs przypadkowo odkryli, że dwutlenek krzemu (SiO2) może być uprawiany na krzemie, a następnie zaproponowali, że może on maskować powierzchnie krzemu podczas procesów dyfuzyjnych w 1958 roku.
W pierwszych latach przemysłu półprzewodnikowego, aż do późnych lat 50-tych, german był dominującym materiałem półprzewodnikowym dla tranzystorów i innych urządzeń półprzewodnikowych, a nie krzem. German był początkowo uważany za bardziej efektywny materiał półprzewodnikowy, ponieważ był w stanie wykazać się lepszą wydajnością dzięki wyższej ruchliwości nośników. Względny brak wydajności we wczesnych półprzewodnikach krzemowych wynikał z faktu, że przewodnictwo elektryczne było ograniczone przez niestabilne kwantowe stany powierzchniowe, w których elektrony są uwięzione na powierzchni, ze względu na dyndające wiązania, które występują, ponieważ nienasycone wiązania są obecne na powierzchni. Uniemożliwiło to elektryczności niezawodne przenikanie przez powierzchnię w celu osiągnięcia półprzewodzącej warstwy krzemu.
Przełom w technologii półprzewodników krzemowych nastąpił dzięki pracy egipskiego inżyniera Mohameda Atalli, który opracował proces pasywacji powierzchni przez utlenianie termiczne w Bell Labs pod koniec lat 50. Odkrył on, że tworzenie termicznie narastającej warstwy dwutlenku krzemu znacznie zmniejsza koncentrację stanów elektronicznych na powierzchni krzemu i że warstwy tlenku krzemu mogą być używane do elektrycznej stabilizacji powierzchni krzemu. Atalla po raz pierwszy opublikował swoje odkrycia w notatkach Bella w 1957 roku, a następnie zademonstrował je w 1958 roku. Była to pierwsza demonstracja, która pokazała, że wysokiej jakości warstwy izolacyjne z dwutlenku krzemu mogą być uprawiane termicznie na powierzchni krzemu, aby chronić znajdujące się pod nimi krzemowe diody i tranzystory ze złączem p-n. Proces pasywacji powierzchniowej Atalli umożliwił krzemowi przewyższenie przewodności i wydajności germanu i doprowadził do tego, że krzem zastąpił german jako dominujący materiał półprzewodnikowy. Proces pasywacji powierzchniowej Atalli jest uważany za najważniejszy postęp w technologii półprzewodników krzemowych, który utorował drogę do masowej produkcji krzemowych urządzeń półprzewodnikowych. Do połowy lat 60. proces Atalla do utleniania powierzchni krzemu był używany do produkcji praktycznie wszystkich układów scalonych i urządzeń krzemowych.
MOSFET (tranzystor MOS)Edycja
Tranzystor MOSFET (tranzystor MOS) został wynaleziony przez Mohameda Atallę i Dawona Kahnga w 1959 roku.
Pod koniec lat pięćdziesiątych Mohamed Atalla wykorzystał swoje metody pasywacji powierzchni i utleniania termicznego do opracowania procesu metal-tlenek-półprzewodnik (MOS), który zaproponował, że może być wykorzystany do budowy pierwszego działającego krzemowego tranzystora polowego. Doprowadziło to do wynalezienia tranzystora MOSFET (MOS field-effect transistor) przez Mohameda Atalla i Dawona Kahng w 1959 roku. Był to pierwszy prawdziwie kompaktowy tranzystor, który mógł być zminiaturyzowany i produkowany masowo do szerokiego zakresu zastosowań. Dzięki swojej skalowalności, znacznie niższemu poborowi mocy i większej gęstości niż tranzystory bipolarne, MOSFET stał się najbardziej rozpowszechnionym typem tranzystora w komputerach, elektronice i technologiach komunikacyjnych, takich jak smartfony. US Patent and Trademark Office nazywa MOSFET „przełomowym wynalazkiem, który zmienił życie i kulturę na całym świecie”.
Proces CMOS (complementary MOS) został opracowany przez Chih-Tang Sah i Franka Wanlassa w Fairchild Semiconductor w 1963 roku. Pierwszy raport o MOSFET z pływającą bramką został sporządzony przez Dawona Kahng i Simona Sze w 1967 roku. FinFET (fin field-effect transistor), rodzaj wielobramkowego tranzystora MOSFET 3D, został opracowany przez Digh Hisamoto i jego zespół badaczy z Hitachi Central Research Laboratory w 1989 r.
.