Semiconductori de germaniu și siliciuEdit
Mohamed Atalla a dezvoltat procesul de pasivare a suprafețelor în 1957 și tranzistorul MOS în 1959.
Primul dispozitiv semiconductor din siliciu a fost un detector cu cristal radio din siliciu, dezvoltat de inginerul american Greenleaf Whittier Pickard în 1906. În 1940, Russell Ohl a descoperit joncțiunea p-n și efectele fotovoltaice în siliciu. În 1941, au fost dezvoltate tehnici de producere a cristalelor de germaniu și siliciu de înaltă puritate pentru detectoarele de microunde radar în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. În 1955, Carl Frosch și Lincoln Derick de la Bell Labs au descoperit din greșeală că dioxidul de siliciu (SiO2) poate fi cultivat pe siliciu, iar mai târziu, în 1958, au propus că acest lucru ar putea masca suprafețele de siliciu în timpul proceselor de difuzie.
În primii ani ai industriei semiconductoarelor, până la sfârșitul anilor 1950, germaniul a fost materialul semiconductor dominant pentru tranzistori și alte dispozitive semiconductoare, mai degrabă decât siliciul. Germaniul a fost considerat inițial materialul semiconductor mai eficient, deoarece a putut demonstra performanțe mai bune datorită unei mobilități mai mari a purtătorilor. Lipsa relativă de performanță a primilor semiconductori din siliciu se datora faptului că conductivitatea electrică era limitată de stările instabile ale suprafeței cuantice, în care electronii sunt prinși la suprafață, din cauza legăturilor atârnate care apar deoarece la suprafață sunt prezente legături nesaturate. Acest lucru a împiedicat electricitatea să pătrundă în mod fiabil la suprafață pentru a ajunge la stratul de siliciu semiconductor.
Un progres în tehnologia semiconductorilor de siliciu a venit odată cu munca inginerului egiptean Mohamed Atalla, care a dezvoltat procesul de pasivare a suprafeței prin oxidare termică la Bell Labs la sfârșitul anilor 1950. El a descoperit că formarea unui strat de dioxid de siliciu crescut termic reduce foarte mult concentrația de stări electronice la suprafața siliciului și că straturile de oxid de siliciu pot fi utilizate pentru a stabiliza electric suprafețele de siliciu. Atalla și-a publicat pentru prima dată descoperirile în memorandumurile Bell în cursul anului 1957, iar apoi le-a demonstrat în 1958. Aceasta a fost prima demonstrație care a arătat că filmele izolatoare de dioxid de siliciu de înaltă calitate puteau fi crescute termic pe suprafața de siliciu pentru a proteja diodele și tranzistorii de joncțiune p-n din siliciu de la bază. Procesul de pasivare a suprafeței realizat de Atalla a permis siliciului să depășească conductivitatea și performanța germaniului și a dus la înlocuirea germaniului de către siliciu ca material semiconductor dominant. Procesul de pasivare a suprafeței realizat de Atalla este considerat cel mai important progres în tehnologia semiconductorilor din siliciu, deschizând calea pentru producția în masă a dispozitivelor semiconductoare din siliciu. Până la mijlocul anilor 1960, procesul lui Atalla de oxidare a suprafețelor de siliciu a fost folosit pentru a fabrica practic toate circuitele integrate și dispozitivele din siliciu.
MOSFET (tranzistor MOS)Edit
Transistorul MOSFET (tranzistor MOS) a fost inventat de Mohamed Atalla și Dawon Kahng în 1959.
La sfârșitul anilor 1950, Mohamed Atalla a utilizat metodele sale de pasivare a suprafeței și de oxidare termică pentru a dezvolta procesul metal-oxid-semiconductor (MOS), pe care a propus că ar putea fi folosit pentru a construi primul tranzistor cu efect de câmp din siliciu funcțional. Acest lucru a dus la inventarea MOSFET (tranzistor MOS cu efect de câmp) de către Mohamed Atalla și Dawon Kahng în 1959. Acesta a fost primul tranzistor cu adevărat compact, care a putut fi miniaturizat și produs în masă pentru o gamă largă de utilizări, Datorită scalabilității sale, a consumului de energie mult mai mic și a densității mai mari decât tranzistorii cu joncțiune bipolară, MOSFET a devenit cel mai răspândit tip de tranzistor în calculatoare, electronică și tehnologia comunicațiilor, cum ar fi telefoanele inteligente. US Patent and Trademark Office numește MOSFET-ul o „invenție revoluționară care a transformat viața și cultura din întreaga lume”.
Procesul CMOS (complementary MOS) a fost dezvoltat de Chih-Tang Sah și Frank Wanlass la Fairchild Semiconductor în 1963. Primul raport al unui MOSFET cu poartă flotantă a fost realizat de Dawon Kahng și Simon Sze în 1967. FinFET (fin field-effect transistor), un tip de MOSFET multi-gate 3D, a fost dezvoltat de Digh Hisamoto și echipa sa de cercetători de la Hitachi Central Research Laboratory în 1989.
.