Otcovia technológie MOSFET - Dawon Kahng a Martin Atalla

Otcovia technológie MOSFET - Dawon Kahng a Martin Atalla
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  330 zobrazení
7
 0
História elektroniky

Hoci je technológia MOSFET v dnešnej dobe základom v polovodičovom priemysle, nebolo to vždy tak. Poďme si preto predstaviť dvoch mužov stojacich za touto technológiou: Dawon Kahng a Martin (John) Atalla.

Dnešná najpopulárnejšia tranzistorová technológia v digitálnych obvodoch, je nepochybne metal-oxid-polovodičový tranzistor s efektom poľa (MOSFET), je známy svojou dynamickou vodivosťou založenou na aplikovanom napätí. Tieto schopnosti od svojho vzniku podporovali nespočetné množstvo elektronických zariadení. Takáto inovácia však nevznikla spontánne.

Prehľad na MOSFET P-kanál (vľavo) a N-kanál (vpravo).

Život Dawona Kahnga

Dr. Dawon Kahng sa narodil v Južnej Kórei (4.5.1931 – 13.4.1992), a po celý svoj aktívny život bol srdcom nadšenec do fyziky. Ako celoživotný akademik so svetovým nosom pre výskum získal Kahng titul B.S. vo fyzike na Vysokej škole liberálnych umení a vied, ktorá sídli na Soulskej národnej univerzite.

Len o rok neskôr odcestoval do Spojených štátov na postgraduálne štúdium. Čoskoro získal magisterský titul a aj doktorát z fyziky na Štátnej univerzite v Ohiu, čím v roku 1959 ukončil svoje vysokoškolské štúdium, ktoré odštartovalo jeho slávnu inžiniersku kariéru, ktorá trvala zhruba 33 rokov.

Kahngova zaujatosť fyzikou podnietila jeho záujem o výskum polovodičov. Začal oddane svoje 29-ročné pôsobenie v Bell Telephone Laboratories, ktoré si už v tej dobe získal uznanie ako inkubátor pre výskum polovodičov.

Len 12 rokov predtým, v roku 1947, William Shockley v laboratóriu vytvoril bipolárny tranzistor (BJT), ktorý bol vo všeobecnosti vhodnejší pre elektroniku s nízkym výkonom, ktorá nie je viazaná prísnymi požiadavkami na efektivitu. Naopak, MOSFET je vysoko efektívna alternatíva, a to ako pre aplikácie napájané z batérie, tak aj pre aplikácie s vyšším výkonom.

Martin Atalla (vľavo) a Dawon Kahng (vpravo).

V roku 1960 sa Kahng stretol s Martinom (John) Atallom a táto dvojica odštartovala spoločný výskum technológie MOSFET, ktorej výsledky sa čoskoro dostavili. Ich skorý dizajn bol úspešný vďaka nízkej spotrebe energie a kompatibilite pri výrobe v malom meradle.

Svet polovodičov však čoskoro explodoval do masovej výroby. Priemysel sa zameral skôr na CPU a DRAM a Dawon do roku 1967 vyvinul ďalší prelomový MOSFET.

Kahng (vľavo) a Sze (vpravo) zobrazenie prvej "floating gate".

Po boku Simona Szeho riešil dlhodobý problém s nestálosťou pamäte spôsobenou odpojením napájania. Kahng's výrazne prispel k vývoju plávajúcej brány, ktorá využívala tenké oxidové filmy a brány na trvalé ukladanie údajov. Celkovo Kahngova práca pripravila cestu pre moderné flash pamäte, ROM a ďalšie tranzistorové jednotky, ktoré sa dnes bežne používajú.

Osobné a profesionálne úspechy

Táto práca a ďalšie aktivity urobili z Dawona vyznamenaného výskumníka počas svojej kariéry a aj po nej. Pomohol napísať viac ako 35 výskumných prác a stal sa autorom 22 patentov. Avšak jeho patent na MOSFET z roku 1963 a sprievodný plávajúci hradlový papier sú jeho vrcholnými úspechmi, z ktorých druhý je stále pomerne často uvádzaný.

 Dr. Kahng si vyslúžil tieto ocenenia:

  • 1975 sa stal držiteľom medaily Stuarta Ballantina Franklinovho inštitútu
  • 1986 Cena Proud Alumnus v mene Ohio State University
  • Prvý prezident inštitútu NEC v rokoch 1988 až 1992
  • V roku 1988 sa stal členom IEEE
  • Stal sa doživotným členom Kórejskej fyzikálnej spoločnosti a poradcom pre LG Electronics
  • V roku 2009 bol uvedený do Národnej siene slávy vynálezcov
  • Stala sa inšpiráciou pre Dawon Kahng Award 2017 prostredníctvom Kórejskej polovodičovej konferencie

Hoci Kahng zomrel v roku 1992, jeho odkaz v oblasti elektrotechniky ho nepopierateľne prežil. Jeho práca s filmami SiO2 a novými prístupmi k technológii hradla odomkli úplne novú úroveň zložitosti tranzistorov.

Život Martina Atallu

Dr. Martin Atalla sa narodil v Port Saide v Egypte (4.8.1924 – 0.11.2009) a stal sa akademickým a profesionálnym nomádom. Pred cestou do Spojených štátov amerických získal bakalársky titul na Káhirskej univerzite. Atalla absolvoval magisterské a doktorandské štúdium na Purdue University a v rokoch 1947 a 1949 získal tituly strojného inžiniera. Jeho debut v Bell Labs v roku 1949 predbehol Kahngov debut o 12 rokov.

Počas tejto doby Atalla skúmal povrchové vlastnosti polovodičov a rýchlo našiel spôsoby, ako pomôcť elektrine dostať sa do polovodičovej vrstvy čipu. Dokázal to dosiahnuť pestovaním vrstiev oxidu kremičitého na kremíkových doštičkách. Tento proces sa stal známym ako povrchová pasivácia a vydláždil cestu pre široké prijatie polovodičových technológií.

Ako už bolo spomenuté, až v roku 1959 sa Martin a Dawon Kahng konečne stretli. Atalla, ktorý získal určitú senioritu v Bell Labs, v skutočnosti odovzdal zodpovednosť za vytvorenie MOSFET Kahngovi. Atalla veril, že technológia MOSFET je cestou vpred a že kov-oxid-kremík je udržateľná kompozícia pre nadchádzajúce roky. Dvojica predstavila svoje duchovné dieťa na konferencii v roku 1960 s veľkým ohlasom.

Je zaujímavé, že sa hovorí, že Bell Labs sa relatívne nezaujímali o technológiu MOSFET, keď ju Atalla prvýkrát navrhol - jednoducho ich to nazaujímalo. Jeho nápadmi sa vážnejšie začali zaoberať až v roku 1963.  V tej dobe výskumníci RCA aj Fairchild vyvinuli svoje vlastné komplementárne polovodiče z oxidu kovu.

Nová kapitola po Bell Labs

V porovnaní so svojím  kolegom Kahngom mal Martin Atalla silné podnikateľské cítenie, ktoré poháňalo mnohé jeho obchodné aktivity. Po náhlom rozchode s Bell Laboratories okamžite pomohol založiť Hewlett-Packard Associates. Martin tiež založil Hewlett-Packard Laboratories, kde viedol divíziu pevných látok.

Od roku 1973 sa Atalla  dosiahol nasledovné:

  • Založil svoju rovnomennú spoločnosť Atalla Corporation
  • Založil a predsedal A4 Systems a neskôr TriStrata
  • V roku 2002 bol ocenený ako Purdue Distinguished Engineering Alumnus
  • V roku 1987 zlúčil svoju spoločnosť s Tandem Computers

Atalla stiahl z výskumu a pobral sa na dôchodok, avšak tento odchod bol krátkodobý. Viacerí bankoví manažéri ho povzbudzovali, aby sa zaoberal bankovou a internetovou bezpečnosťou. Po tom, čo už vynašiel „Atalla Box“ a systém PIN, sa Martin vrátil, aby pomohol začať revolúciu v bezpečnosti správy informácií. Martin Atalla, skutočne multitalentovaný profesionál, neskôr odišiel v roku 2009 do Athertonu v Kalifornii.

Technologický posun vpred

Bezpochyby Kahng a Atalla – kolektívne ale aj individuálne – posunuli technologickú sféru vpred spôsobom, ktorý si ich predchodcovia sotva dokázali predstaviť. Od bezpečnosti po obvody, ambície a zvedavosť každého z nnich dopomohli k zrodu počas ich života k množstvu projektov.

Pokiaľ ide konkrétne o MOSFETy, tak technológia MOS v dnešnej dobe predstavuje zhruba 99 % dnešných mikročipov. Dnešné prepracované čipy sa navyše výrazne vyvinuli zo svojich 16-tranzistorových predchodcov. Uvidí sa, kedy (potenciálne) vznikne naše ďalšie dynamické inžinierske duo, aj keď budú čerpať veľa inšpirácie z úspechov tohto silného páru.



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo

Webwiki Button