Semicondutores de germânio e silícioEditar
Mohamed Atalla desenvolveu o processo de passivação de superfície em 1957 e o transistor MOS em 1959.
O primeiro dispositivo semicondutor de silício foi um detector de cristais de silício por rádio, desenvolvido pelo engenheiro americano Greenleaf Whittier Pickard em 1906. Em 1940, Russell Ohl descobriu a junção p-n e efeitos fotovoltaicos em silício. Em 1941, técnicas para a produção de cristais de alta pureza de germânio e silício foram desenvolvidas para detectores de microondas de radar durante a Segunda Guerra Mundial. Em 1955, Carl Frosch e Lincoln Derick da Bell Labs descobriram acidentalmente que o dióxido de silício (SiO2) podia ser cultivado em silício, e mais tarde propuseram que isso poderia mascarar superfícies de silício durante os processos de difusão em 1958.
Nos primeiros anos da indústria de semicondutores, até o final dos anos 50, o germânio era o material semicondutor dominante para transistores e outros dispositivos semicondutores, em vez de silício. O germânio era inicialmente considerado o material semicondutor mais eficaz, pois era capaz de demonstrar um melhor desempenho devido à maior mobilidade do transportador. A relativa falta de desempenho nos primeiros semicondutores de silício deveu-se ao facto de a condutividade eléctrica ser limitada por estados de superfície quânticos instáveis, onde os electrões ficam presos na superfície, devido a ligações suspensas que ocorrem porque as ligações insaturadas estão presentes na superfície. Isso impediu que a eletricidade penetrasse de forma confiável na superfície para alcançar a camada semicondutora de silício.
Um avanço na tecnologia de semicondutores de silício veio com o trabalho do engenheiro egípcio Mohamed Atalla, que desenvolveu o processo de passivação da superfície por oxidação térmica no Bell Labs no final da década de 1950. Ele descobriu que a formação de uma camada de dióxido de silício termicamente cultivada reduziu muito a concentração de estados eletrônicos na superfície do silício, e que as camadas de óxido de silício podiam ser usadas para estabilizar eletricamente as superfícies de silício. Atalla publicou pela primeira vez suas descobertas em memorandos de Bell durante 1957, e depois o demonstrou em 1958. Esta foi a primeira demonstração a mostrar que películas isoladoras de dióxido de silício de alta qualidade podiam ser cultivadas termicamente na superfície de silício para proteger os díodos de junção p-n de silício e transistores subjacentes. O processo de passivação de superfície do Atalla permitiu que o silicone ultrapassasse a condutividade e o desempenho do germânio e levou a que o silicone substituísse o germânio como o material semicondutor dominante. O processo de passivação superficial do Atalla é considerado o avanço mais importante na tecnologia de semicondutores de silício, abrindo caminho para a produção em massa de dispositivos semicondutores de silício. Em meados dos anos 60, o processo do Atalla para superfícies de silício oxidado era usado para fabricar praticamente todos os circuitos integrados e dispositivos de silício.
MOSFET (transistor MOS)Editar
O MOSFET (transistor MOS) foi inventado por Mohamed Atalla e Dawon Kahng em 1959.
No final dos anos 50, Mohamed Atalla utilizou seus métodos de passivação de superfície e oxidação térmica para desenvolver o processo metal-oxido-semicondutor (MOS), que ele propôs que poderia ser usado para construir o primeiro transistor de efeito de campo de silício de trabalho. Isto levou à invenção do MOSFET (transistor de efeito de campo MOS) por Mohamed Atalla e Dawon Kahng, em 1959. Foi o primeiro transistor verdadeiramente compacto que pôde ser miniaturizado e produzido em massa para uma ampla gama de usos, Com sua escalabilidade, e muito menor consumo de energia e maior densidade que os transistores de junção bipolar, o MOSFET tornou-se o tipo de transistor mais comum em computadores, eletrônica e tecnologia de comunicação, como os smartphones. O US Patent and Trademark Office chama o MOSFET de uma “invenção inovadora que transformou a vida e a cultura ao redor do mundo”.
O processo CMOS (complementar MOS) foi desenvolvido por Chih-Tang Sah e Frank Wanlass na Fairchild Semiconductor em 1963. O primeiro relatório de um MOSFET de porta flutuante foi feito por Dawon Kahng e Simon Sze em 1967. FinFET (transistor de efeito de campo fino), um tipo de MOSFET 3D multiportas, foi desenvolvido por Digh Hisamoto e sua equipe de pesquisadores no Hitachi Central Research Laboratory em 1989.