Решение Курта Леговца
В конце 1958 года инженер-физик Sprague Electric Company Курт Леговец посетил семинар в Принстоне, на котором Торкл Уолмарк изложил своё видение фундаментальных проблем микроэлектроники. Возвращаясь домой в Массачусетс, Леговец нашёл простое решение проблемы изоляции компонентов на кристалле — изоляцию p-n-переходом[58]:
Хорошо известно, что p-n-переходу свойственно высокое сопротивление, в особенности тогда, когда на переход подано запирающее напряжение, или в отсутствии смещения. Поэтому, разместив между двумя полупроводниковыми элементами достаточно большое число последовательных p-n-переходов, можно добиться любой необходимой степени электрической изоляции этих элементов. Для большинства схем будет достаточно от одного до трёх переходов… — Курт Леговец, патент США 3029366[59]
Оригинальный текст (англ.) [показать]
It is well-known that a p-n junction has a high impedance to electric current, particularly if biased in the so-called blocking direction, or with no bias applied. Therefore, any desired degree of electrical insulation between two components assembled on the same slice can be achieved by having a sufficiently large number of p-n junctions in series between two semiconducting regions on which said components are assembled. For most circuits, one to three junctions will be sufficient...
Разрез структуры трёхкаскадного усилителя (три транзистора, четыре резистора) по патенту 3 029 366. Синие области — n-типа проводимости, красные — p-типа. Размер опытной структуры — 2.2 мм в длину и 0.1 мм в толщину.
Для проверки своей идеи Леговец воспользовался доступными на Sprague технологиями производства транзисторов на выращенных переходах и сплавных транзисторов. Опытная схема Леговца, так же как и первая схема Килби, представляла собой линейную, одномерную структуру — узкую планку размером 2,2×0,5×0,1 мм, разделенную на изолированные ячейки n-типа (базы будущих транзисторов) узкими «пакетами» изолирующих p-n-переходов[60]. Слои и переходы в пластине формировались методом выращивания из расплава[60]. Тип проводимости слоя (n-тип или p-тип) определялся скоростью вытягивания кристалла: на медленной скорости в кристалле формировался слой p-типа (обогащённый индием), на высокой скорости — слой n-типа (обогащённый мышьяком)[60]. Затем к пластине приваривались индиевые бусины — коллекторы и эмиттеры сплавных транзисторов[60]. Все электрические соединения выполнялись вручную золотой проволокой[60].
Менеджмент Sprague, занятый корпоративными войнами, не заинтересовался изобретением Леговца. Раздосадованный отношением руководства Леговец самостоятельно, за свой счёт составил патентную заявку, 22 апреля 1959 года подал её в патентное бюро, а затем уехал из США на два года. Самоустранение Леговца в решающий момент дало Гордону Муру повод утверждать, что «Леговец является изобретателем интегральной схемы только с точки зрения патентного бюро … Я считаю, что инженерное сообщество не признаёт его изобретателем ИС, ведь кроме заявки на патент он ничего не сделал. У успешного дела всегда много отцов.»[61]