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Nov 09, 2023

MOS 트랜지스터의 간략한 역사, 2부: 페어차일드

Fairchild Semiconductor보다 최초의 MOSFET 개발을 활용할 수 있는 더 나은 장비와 위치를 갖춘 회사는 없습니다. 1957년 실리콘 트랜지스터 연구를 위해 설립된 Jean Hoerni

Fairchild Semiconductor보다 최초의 MOSFET 개발을 활용할 수 있는 더 나은 장비와 위치를 갖춘 회사는 없습니다. 실리콘 트랜지스터 연구를 위해 1957년에 설립된 Jean Hoerni는 평면 프로세스를 개발했고 Robert Noyce는 Atalla와 Kahng가 Bell Labs에서 작동할 최초의 MOSFET을 확보하기 불과 몇 달 전에 Hoerni의 평면 프로세스를 기반으로 한 최초의 실용적인 집적 회로(IC)에 대한 아이디어를 개발했습니다. . 은행 금고의 안전 금고를 여는 데 필요한 두 개의 열쇠처럼, 평면 반도체 공정 기술과 평면 IC는 MOSFET의 잠재력을 최대한 활용하는 데 필요한 두 개의 열쇠였습니다.

Fairchild는 이러한 키를 보유하고 있었고 Fairchild 연구원들이 MOSFET의 개발 및 개선에 크게 기여했지만 회사는 성공적인 MOS IC 제품 라인을 만드는 데 실패했습니다. 그 결과, 무어의 법칙이 IC 장치 밀도를 바이폴라 트랜지스터 기술의 범위를 넘어 매력적인 MOSFET 영역으로 끌어올리면서 회사는 IC(바이폴라 IC) 분야의 초기 주도권이 사라지는 것을 지켜보았습니다.

William Shockley는 승진과 인정을 받을 자격이 없다고 느꼈기 때문에 1953년 Bell Labs를 떠났습니다. 그는 캘리포니아로 돌아와 Caltech에 자리를 잡고 Caltech 교수이자 하이테크 기업가인 Arnold Beckman과 계약을 맺고 1955년에 Shockley Transistor Laboratory를 시작했습니다. 처음에 Shockley는 인력을 위해 Bell Labs를 습격할 수 있다고 생각했지만 아무도 없었습니다. 그의 전 고용주는 그와 함께 일하기를 원했습니다. 그는 어쩔 수 없이 다른 곳을 찾아야 했고, 젊고 갓 졸업한 과학자와 엔지니어로 구성된 최고의 팀을 구성하여 그들을 캘리포니아의 최고의 날씨로 유인했습니다. 그는 또한 실리콘 트랜지스터인 성배를 개발할 것이라고 약속했습니다.

이듬해 쇼클리는 점 접촉 트랜지스터의 발명으로 존 바딘, 월터 브래튼과 함께 노벨 물리학상을 공동 수상했습니다. 그 무렵 Shockley는 Bell System에 큰 관심을 끌었던 반도체 스위치인 4층 다이오드에 깊은 관심을 갖게 되었습니다. 그러나 그것은 그가 연구자들에게 약속했던 장치가 아니었고 그들은 기뻐하지 않았습니다. Shockley의 독재적인 경영 스타일과 자존심은 그의 팀을 분열시켰고, 1957년 5월 29일에 대결을 일으켰습니다. 연구팀의 요구는 "Shockley 문제"를 해결하는 것이었습니다. 그렇지 않았고, 배신자 8인(Traitorous Eight)으로 알려지게 된 Shockley 연구팀의 8명의 구성원은 1957년 9월에 떠났습니다. 그 핵심 그룹은 Sherman Fairchild와 계약을 맺고 1957년 10월 1일에 Fairchild Semiconductor를 설립했습니다. 세계에서 가장 중요한 반도체 회사이자 MOS 트랜지스터의 잠재력을 최대한 끌어올릴 가능성이 가장 높은 회사입니다.

페어차일드의 운명을 달성하기 위한 첫 번째 중요한 단계는 평면 반도체 공정의 발명이었습니다. Fairchild가 창립된 지 불과 두 달 뒤인 1957년 12월 1일, Hoerni는 번쩍이는 영감을 받았습니다. 그는 Bell Labs에서 진행되는 이산화규소 패시베이션, 포토리소그래피, 에칭 작업에 대해 알고 있었습니다. 왜냐하면 Shockley가 Traitorous Eight가 떠나기 전인 그해 초 그의 연구팀과 이에 대해 논의했기 때문입니다. Hoerni는 평면 프로세스를 설명하기 위해 연구 노트에 단 두 페이지만 필요했습니다. 그의 혁신은 아래의 회로를 보호하기 위해 확산 후 열적으로 성장한 이산화규소를 반도체 웨이퍼에 남겨 두는 것이었습니다. Bell Labs는 이 산화물이 너무 더러워서 그대로 둘 수 없다고 생각했지만 Hoerni는 충분히 깨끗한 절연층이 먼지, 오물 및 물로 인한 오염을 방지할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 약간의 변경을 거쳐 Hoerni는 1959년 1월 14일 평면 공정에 대한 특허를 출원했습니다.

MOSFET이 자신의 운명을 달성하는 데 필요한 반도체 혁신을 향한 두 번째 중요한 단계는 1959년 1월 23일에 발생했습니다. 그날은 Fairchild Semiconductor의 창립자 Robert Noyce가 자신의 연구 노트에 모놀리식 집적 회로에 대한 아이디어를 기록한 날입니다. 그는 Hoerni의 평면 공정을 사용하여 개별 트랜지스터 이상의 것을 만드는 방법을 생각하게 되었습니다. 그는 이산화규소 층이 완벽한 절연체이며 금속 상호 연결을 그 위에 증착하여 IC의 여러 장치 간의 연결을 완성할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그 순간의 통찰력으로 Noyce는 전자 산업을 완전히 변화시켰고 납땜과 배선을 하이테크 인쇄 공정으로 전환시켰습니다.