人類歷史上第一個集成電路使用什麼儀器製作的?

德州儀器產出的第一個集成電路,裡面包含了若干個晶體管,當時沒有激光,那麼他們當時是用什麼機器做出來這樣精密的?

後來Intel的4004,8008等,裡面幾萬個晶體管,當時也都沒有激光儀器,那麼請問,到底是怎麼做上去的?謝謝了


先說TI 的第一個集成電路。

圖1就是1958年時在TI工作的Jack Kilby做出的世界上首個集成電路,是把一個小鍺片粘在一個glass slide上。整個兒的尺寸大約是3/16 in x 23/32 in x 31/32
in,上面的小鍺片大約是7/16 in x 1/16 in,具體的大小可以參考圖2中與人手指的大小對比。

圖1. 第一個集成電路(圖片來源:[1] )

圖2. 第一個集成電路與人的手指大小對比(圖片來源:[2] )

這個電路的功能是phase shift oscillator,由1個transistor(並不是題主所說的若干個),1個電容(由pn結的結電容提供)和3個電阻(由鍺的bulk resistor提供)組成,如圖3所示。

圖3. Jack Kilby的phase
shift oscillator(圖片來源:[3])

可以看出,這個電路的上器件密度還是很低的,並沒有題主想像的那麼精密。這樣的電路的圖形生成可以由人手工做出來,Jack Kilby在2000年的諾貝爾獎致辭中也提到了「Black wax was applied by hand to mask the mesas, one for the
transitor,and a larger one for a diffused region forming a distributed
resistor-capacitor network」,[4] 也就是用手塗上黑蠟來作為掩膜。

再說Intel的4004。

4004是1971年發布的,是用兩英寸的晶圓製造的,有2,300個transistors(並沒有題主所說的幾萬個那麼多),是第一個商用的CPU。[5]

至於製造4004時的圖形生成,當時已經有光刻機了,光源用的應該是汞燈。至於photomask,那個年代用的不是石英玻璃,用的是手工切割rubylith來形成圖形,看以參考圖4。

圖4. 70年代早期的手工製作photomask(圖片來源:[6])

Reference

1. Jack Kilby"s Integrated Circuit

2. Texas Instruments News Center

3. Kilby, J.S., Method of making miniaturized electronic
circuits
. 1966, Google Patents.

4. Kilby, J.S., Turning potential into realities: The
invention of the integrated circuit (Nobel lecture).
ChemPhysChem, 2001. 2(8‐9): p. 482-489.

5. The Story of the Intel? 4004.

6. SemiWiki.com.


鍍膜,塗膠,曝光,顯影,刻蝕,去膠。重複上述。誰說要用激光做?


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