Semiconductores de germanio y silicioEditar
Mohamed Atalla desarrolló el proceso de pasivación superficial en 1957 y el transistor MOS en 1959.
El primer dispositivo semiconductor de silicio fue un detector de cristal de radio de silicio, desarrollado por el ingeniero estadounidense Greenleaf Whittier Pickard en 1906. En 1940, Russell Ohl descubrió la unión p-n y los efectos fotovoltaicos en el silicio. En 1941, se desarrollaron técnicas para producir cristales de germanio y silicio de gran pureza para los detectores de microondas de los radares durante la Segunda Guerra Mundial. En 1955, Carl Frosch y Lincoln Derick, de los Laboratorios Bell, descubrieron accidentalmente que el dióxido de silicio (SiO2) podía crecer sobre el silicio, y más tarde propusieron que esto podría enmascarar las superficies de silicio durante los procesos de difusión en 1958.
En los primeros años de la industria de los semiconductores, hasta finales de la década de 1950, el germanio era el material semiconductor dominante para los transistores y otros dispositivos semiconductores, en lugar del silicio. En un principio, el germanio se consideraba el material semiconductor más eficaz, ya que era capaz de demostrar un mejor rendimiento debido a una mayor movilidad de los portadores. La relativa falta de rendimiento de los primeros semiconductores de silicio se debía a que la conductividad eléctrica estaba limitada por estados superficiales cuánticos inestables, en los que los electrones quedan atrapados en la superficie, debido a los enlaces colgantes que se producen por la presencia de enlaces insaturados en la superficie. Esto impedía que la electricidad penetrara de forma fiable en la superficie para llegar a la capa semiconductora de silicio.
Un gran avance en la tecnología de los semiconductores de silicio se produjo con el trabajo del ingeniero egipcio Mohamed Atalla, que desarrolló el proceso de pasivación superficial por oxidación térmica en los Laboratorios Bell a finales de la década de 1950. Descubrió que la formación de una capa de dióxido de silicio cultivada térmicamente reducía en gran medida la concentración de estados electrónicos en la superficie del silicio, y que las capas de óxido de silicio podían utilizarse para estabilizar eléctricamente las superficies del silicio. Atalla publicó por primera vez sus descubrimientos en memos de Bell durante 1957, y luego lo demostró en 1958. Esta fue la primera demostración de que se podían cultivar térmicamente películas aislantes de dióxido de silicio de alta calidad en la superficie del silicio para proteger los diodos y transistores de unión p-n de silicio subyacentes. El proceso de pasivación superficial de Atalla permitió que el silicio superara la conductividad y el rendimiento del germanio, y llevó al silicio a sustituir al germanio como material semiconductor dominante. El proceso de pasivación superficial de Atalla se considera el avance más importante en la tecnología de los semiconductores de silicio, ya que allanó el camino para la producción en masa de dispositivos semiconductores de silicio. A mediados de la década de 1960, el proceso de Atalla para las superficies de silicio oxidado se utilizó para fabricar prácticamente todos los circuitos integrados y dispositivos de silicio.
MOSFET (transistor MOS)Editar
El MOSFET (transistor MOS) fue inventado por Mohamed Atalla y Dawon Kahng en 1959.
A finales de la década de 1950, Mohamed Atalla utilizó sus métodos de pasivación superficial y oxidación térmica para desarrollar el proceso metal-óxido-semiconductor (MOS), que propuso que podría utilizarse para construir el primer transistor de efecto de campo de silicio que funcionara. Esto condujo a la invención del MOSFET (transistor de efecto de campo MOS) por Mohamed Atalla y Dawon Kahng en 1959. Fue el primer transistor realmente compacto que podía miniaturizarse y producirse en masa para una amplia gama de usos. Gracias a su escalabilidad, y a un consumo de energía mucho menor y una mayor densidad que los transistores de unión bipolar, el MOSFET se convirtió en el tipo de transistor más común en los ordenadores, la electrónica y la tecnología de las comunicaciones, como los smartphones. La Oficina de Patentes y Marcas de EE.UU. califica al MOSFET de «invento innovador que transformó la vida y la cultura en todo el mundo».
El proceso CMOS (complementary MOS) fue desarrollado por Chih-Tang Sah y Frank Wanlass en Fairchild Semiconductor en 1963. El primer informe de un MOSFET de puerta flotante fue realizado por Dawon Kahng y Simon Sze en 1967. El FinFET (transistor de efecto de campo de aleta), un tipo de MOSFET de puertas múltiples en 3D, fue desarrollado por Digh Hisamoto y su equipo de investigadores del Laboratorio Central de Investigación de Hitachi en 1989.