L’épitaxiale
transistor est le précurseur de nombreux modernes dispositifs semi-conducteurs.
Un transistor standard utilise trois morceaux de matériau semi-conducteur
fusionnés ensemble directement. Transistors épitaxiales sont un peu comme un
transistor standard, sauf qu'ils ont une couche de film mince de très pur,
matériau semi-conducteur non chargé déposée entre les sections à transistors
pour les isoler les uns des autres. Cela améliore grandement la vitesse et les
performances de l'appareil.
Un transistor
standard est constitué de trois morceaux d'un matériau semi-conducteur, comme
le silicium. Le silicium de ces pièces est mélangé avec un additif qui leur
donne une charge électrique. Pour un transistor de type NPN, un standard de
l'industrie, deux des morceaux sont chargés négativement tandis que le troisième
est chargé positivement.
Pour construire
le transistor, les trois morceaux de silicium sont fusionnés ensemble, avec le
morceau chargé positivement pris en sandwich entre les deux morceaux chargés
négativement. Une fois ces morceaux sont fusionnés ensemble, à un échange
d'électrons se produit dans les deux endroits où les pièces se rencontrent,
appelé jonctions. L'échange électronique continue dans les jonctions jusqu'à ce
qu'un équilibre entre les charges positives et négatives est rempli. Après avoir
pesé les charges électriques, ces deux domaines n'ont plus aucun frais à tous
et sont appelées régions d'appauvrissement.
Les régions
d'appauvrissement dans un transistor de déterminer un grand nombre de
caractéristiques de fonctionnement de l'appareil, telles que la vitesse de
l'appareil peut changer d'état, appelés commutation, et à ce que les tensions
du dispositif effectuera ou échouer, appelée de son échec ou avalanche tension.
Étant donné que le procédé de création de zones d'appauvrissement dans les
transistors standards se produit naturellement, ils ne sont pas parfaitement
précise et ne peuvent être contrôlées afin d'améliorer ou de modifier leur
structure physique, au-delà de modification de la résistance de la charge initialement
ajouté au silicium. Pendant des années, germanium transistors ont des vitesses
de commutation supérieures à celles des transistors en silicium tout simplement
parce que le semi-conducteur de germanium ont tendance à former naturellement
régions d'appauvrissement strictes.
En 1951, Howard
Gordon Teal Christensen et des Bell Labs ont créé une technologie que nous
appelions maintenant épitaxie. Cette technologie, comme son nom l'indique,
pourrait déposer un film très mince, ou couche, d'un matériau sur un substrat
d'un matériau identique. En 1960, Henry Theurer a dirigé l'équipe de Bell qui a
perfectionné l'utilisation de dépôt par épitaxie des semi-conducteurs de
silicium.
Cette nouvelle
approche de construction transistor changé dispositifs semi-conducteurs pour
toujours. Au lieu de s'appuyer sur les tendances naturelles de silicium pour
former des régions d'appauvrissement d'un transistor, la technologie pourrait
ajouter des couches très minces de silicium pur non chargé qui agiraient comme
les régions d'appauvrissement. Ce procédé a donné des concepteurs un contrôle
précis sur les caractéristiques de fonctionnement de transistors en silicium,
et, pour la première fois, des transistors en silicium rentables devient
supérieur à tous égards à leurs homologues de germanium.
Avec le
processus de dépôt par épitaxie au point, l'équipe de Bell a créé le premier
transistor épitaxiale, dont la société pressé en service immédiate de son
équipement de commutation téléphonique, améliorant à la fois la vitesse et la
fiabilité du système. Impressionné par la performance du transistor épitaxiale,
Fairchild Semiconductors a commencé à travailler sur son propre transistor
épitaxiale, le légendaire 2N914. Il a publié le dispositif sur le marché en
1961 et il est resté dans une large utilisation.
Après la
libération de Fairchild, d'autres entreprises, comme Sylvania, Motorola, et
Texas Instruments, ont commencé à travailler sur leurs propres transistors
épitaxiales, et la Silicon âge de l'électronique est né. En raison du succès de
dépôt par épitaxie dans la création de transistors et dispositifs en silicium
en général, les ingénieurs ont cherché d'autres utilisations pour la
technologie, et il a été rapidement mis au travail avec d'autres matériaux,
tels que des oxydes métalliques. Les descendants directs du transistor
épitaxiale existent dans presque tous les appareils électroniques de pointe
imaginables: écrans plats, capteurs CCD des appareils photo numériques, les
téléphones cellulaires, les circuits intégrés, les processeurs d'ordinateurs,
des puces de mémoire, des cellules solaires, et une myriade d'autres
dispositifs qui constituent les fondements de toute systèmes technologiques
modernes.
