एकीकृत परिपथ का आविष्कार

पहला प्लानर अखंड एकीकृत सर्किट  (IC) चिप 1960 में प्रदर्शित किया गया था।  विद्युत सर्किट  को एक डिवाइस में एकीकृत करने का विचार तब पैदा हुआ था जब जर्मन भौतिक विज्ञानी और इंजीनियर वर्नर जैकोबी ने 1949 और ब्रिटिश रेडियो में पहले ज्ञात एकीकृत ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर का विकास और पेटेंट कराया था। इंजीनियर जेफ्री डमर ने 1952 में एक मोनोलिथिक सेमीकंडक्टर क्रिस्टल में विभिन्न मानक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को एकीकृत करने का प्रस्ताव रखा। एक साल बाद, हार्विक जॉनसन ने एक प्रोटोटाइप आईसी के लिए एक पेटेंट दायर किया। 1953 और 1957 के बीच, सिडनी डार्लिंगटन और यासुओ तारुई ( इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रयोगशाला ) ने समान चिप डिजाइनों का प्रस्ताव दिया जहां कई ट्रांजिस्टर एक सामान्य सक्रिय क्षेत्र साझा कर सकते थे, लेकिन उन्हें एक दूसरे से अलग करने के लिए कोई पी-एन जंक्शन अलगाव नहीं था।

इन विचारों को उद्योग द्वारा लागू नहीं किया जा सका, जब तक कि 1958 के अंत में एक सफलता नहीं मिली। तीन अमेरिकी कंपनियों के तीन लोगों ने तीन मूलभूत समस्याओं को हल किया जो एकीकृत परिपथों के उत्पादन में बाधा डालती थीं। टेक्सस उपकरण ्स के जैक किल्बी ने एकीकरण के सिद्धांत का पेटेंट कराया, पहला प्रोटोटाइप आईसी बनाया और उनका व्यावसायीकरण किया। किल्बी का आविष्कार एक मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट (मोनोलिथिक आईसी) चिप के बजाय एक हाइब्रिड इंटीग्रेटेड सर्किट (हाइब्रिड आईसी) था। 1958 के अंत और 1959 की शुरुआत के बीच, स्प्रेग इलेक्ट्रिक के कर्ट लेहोवेक ने पी-एन जंक्शन अलगाव का उपयोग करके सेमीकंडक्टर क्रिस्टल पर घटकों को विद्युत रूप से अलग करने का एक तरीका विकसित किया।

फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर के रॉबर्ट नोयस द्वारा पहली मोनोलिथिक आईसी चिप का आविष्कार किया गया था। उन्होंने आईसी घटकों (एल्यूमीनियम धातुकरण) को जोड़ने का एक तरीका खोजा और जीन होर्नी द्वारा विकसित  तलीय प्रक्रिया  टेक्नोलॉजी के आधार पर इन्सुलेशन का एक बेहतर संस्करण प्रस्तावित किया। 27 सितंबर, 1960 को, फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में जे लास्ट्स के एक समूह, नॉयस और होर्नी के विचारों का उपयोग करते हुए, पहला ऑपरेशनल सेमीकंडक्टर आईसी बनाया। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, जिसके पास किल्बी के आविष्कार का पेटेंट था, ने एक पेटेंट युद्ध शुरू किया, जिसे 1966 में क्रॉस-लाइसेंसिंग समझौते द्वारा तय किया गया था।

आईसी का आविष्कार किसने किया इस पर कोई सहमति नहीं है। 1960 के अमेरिकी प्रेस ने चार लोगों का नाम लिया: किल्बी, लेहोवेक, नॉयस और होर्नी; 1970 के दशक में सूची को छोटा करके किल्बी और नॉयस कर दिया गया। एकीकृत परिपथ के आविष्कार में उनकी भूमिका के लिए किल्बी को भौतिकी में 2000 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। 2000 के दशक में, इतिहासकार लेस्ली बर्लिन, बो लोजेक और अर्जुन सक्सेना ने कई आईसी आविष्कारकों के विचार को बहाल किया और किल्बी के योगदान को संशोधित किया। आधुनिक आईसी चिप्स नॉयस के मोनोलिथिक आईसी पर आधारित हैं, किल्बी के हाइब्रिड आईसी के बजाय।

सफलता की प्रतीक्षा
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान और तुरंत बाद संख्याओं के अत्याचार नामक एक घटना देखी गई, अर्थात्, कुछ कम्प्यूटेशनल उपकरण जटिलता के स्तर पर पहुंच गए, जिसमें विफलताओं और डाउनटाइम से होने वाले नुकसान अपेक्षित लाभ से अधिक हो गए। प्रत्येक बोइंग बी-29 (1944 में सेवा में लाया गया) में 300-1000 वैक्यूम ट्यूब और हजारों निष्क्रिय घटक थे।{{efn|name=n1|In his Nobel Prize lecture, Kilby (Kilby, 2000, p. 474) said that "Even the B-29, probably the most complex equipment used in the war, had only around 300 vacuum tubes", but in a 1976 article (Kilby 1976, p. 648) he mentioned a number of almost a thousand, which agrees with {{cite book |last=Berry |first=C. |title=Inventing the future: how science and technology transform our world |url=https://archive.org/details/inventingfutureh00berr |url-access=registration |publisher=Brassey's |year=1993 |page=8 |isbn=9780028810294 }} }उन्नत कंप्यूटरों में वैक्यूम ट्यूबों की संख्या हजारों तक पहुंच गई और ENIAC (1946) में 17,000 से अधिक हो गई। प्रत्येक अतिरिक्त घटक ने डिवाइस की विश्वसनीयता कम कर दी और समस्या निवारण समय बढ़ा दिया। पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स गतिरोध पर पहुंच गए और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के एक और विकास के लिए उनके घटकों की संख्या को कम करने की आवश्यकता थी।

1947 में पहले ट्रांजिस्टर के आविष्कार ने एक नई तकनीकी क्रांति की उम्मीद को जन्म दिया। फिक्शन लेखकों और पत्रकारों ने बुद्धिमान मशीनों की आसन्न उपस्थिति और जीवन के सभी पहलुओं के रोबोटीकरण की शुरुआत की। हालांकि ट्रांजिस्टर ने आकार और बिजली की खपत को कम किया, लेकिन वे जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विश्वसनीयता की समस्या को हल नहीं कर सके। इसके विपरीत, छोटे उपकरणों में घटकों की घनी पैकिंग ने उनकी मरम्मत में बाधा डाली। जबकि 1950 के दशक में असतत घटकों की विश्वसनीयता को सैद्धांतिक सीमा तक लाया गया था, घटकों के बीच संबंधों में कोई सुधार नहीं हुआ था।

एकीकरण का विचार
एकीकृत परिपथ का प्रारंभिक विकास 1949 तक चला, जब जर्मन इंजीनियर वर्नर जैकोबी (सीमेंस एजी|सीमेंस एजी) एक एकीकृत-सर्किट-जैसे अर्धचालक प्रवर्धक उपकरण के लिए पेटेंट दायर किया प्रतिबाधा परिवर्तक के रूप में उल्टा काम करने वाले दो ट्रांजिस्टर के साथ 3-चरण एम्पलीफायर व्यवस्था में एक सामान्य सब्सट्रेट पर पांच ट्रांजिस्टर दिखा रहा है। जैकोबी ने अपने पेटेंट के विशिष्ट औद्योगिक अनुप्रयोगों के रूप में छोटे और सस्ते श्रवण यंत्रों का खुलासा किया। उनके पेटेंट के तत्काल व्यावसायिक उपयोग की सूचना नहीं मिली है।

7 मई, 1952 को, ब्रिटिश रेडियो इंजीनियर जेफ्री डमर ने वाशिंगटन में एक सार्वजनिक भाषण में एकीकरण का विचार तैयार किया:

"With the advent of the transistor and the work in semiconductors generally, it seems now to be possible to envisage electronic equipment in a solid block with no connecting wires. The block may consist of layers of insulating, conducting, rectifying and amplifying materials, the electrical functions being connected by cutting out areas of the various layers."

डम्मर बाद में एकीकृत परिपथों के भविष्यवक्ता के रूप में प्रसिद्ध हुए, लेकिन उनके आविष्कारक के रूप में नहीं। 1956 में उन्होंने मेल्ट से ग्रोथ द्वारा एक आईसी प्रोटोटाइप का निर्माण किया, लेकिन यूके के रक्षा मंत्रालय द्वारा उनके काम को अव्यावहारिक माना गया, असतत उपकरणों की तुलना में आईसी की उच्च लागत और अवर मापदंडों के कारण।

मई 1952 में, सिडनी डार्लिंगटन ने संयुक्त राज्य में एक संरचना के लिए एक पेटेंट आवेदन दायर किया जिसमें दो या तीन ट्रांजिस्टर विभिन्न विन्यासों में एक चिप पर एकीकृत थे; अक्टूबर 1952 में, बर्नार्ड एम. ओलिवर ने एक सेमीकंडक्टर क्रिस्टल पर तीन विद्युतीय रूप से जुड़े प्लानर ट्रांजिस्टर के निर्माण की एक विधि के लिए एक पेटेंट आवेदन दायर किया।

21 मई, 1953 को, हार्विक जॉनसन ने एक चिप पर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों - ट्रांजिस्टर, प्रतिरोधों, गांठदार और वितरित कैपेसिटेंस बनाने की एक विधि के लिए एक पेटेंट आवेदन दायर किया। जॉनसन ने एक एकीकृत एक-ट्रांजिस्टर ऑसिलेटर के उत्पादन के तीन तरीकों का वर्णन किया। उन सभी ने एक छोर पर एक द्विध्रुवीय ट्रांजिस्टर के साथ अर्धचालक की एक संकीर्ण पट्टी का इस्तेमाल किया द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के उत्पादन के तरीकों में भिन्नता थी। पट्टी प्रतिरोधों की एक श्रृंखला के रूप में कार्य करती है; गांठ वाले कैपेसिटर फ्यूजन द्वारा बनाए गए थे जबकि व्युत्क्रम-पक्षपाती p-n जंक्शन वितरित कैपेसिटर के रूप में कार्य करते थे। जॉनसन ने तकनीकी प्रक्रिया की पेशकश नहीं की, और यह ज्ञात नहीं है कि उन्होंने वास्तविक उपकरण का उत्पादन किया या नहीं। 1959 में, उनके प्रस्ताव का एक संस्करण लागू किया गया और जैक किल्बी द्वारा पेटेंट कराया गया।

1957 में, टोक्यो के पास अंतर्राष्ट्रीय व्यापार और उद्योग मंत्रालय की इलेक्ट्रोटेक्निकल प्रयोगशाला में यासुओ तरुई ने एक ही चिप पर एक चतुर्भुज ट्रांजिस्टर, एक प्रकार का एकध्रुवीय (फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर) और एक द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर बनाया। इन शुरुआती उपकरणों में ऐसे डिजाइन थे जहां कई ट्रांजिस्टर एक सामान्य सक्रिय क्षेत्र साझा कर सकते थे, लेकिन उन्हें एक दूसरे से अलग करने के लिए कोई पी-एन जंक्शन अलगाव नहीं था।

कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स
प्रमुख अमेरिकी इलेक्ट्रॉनिक्स कंपनियों (बेल लैब्स, आईबीएम, आरसीए और सामान्य विद्युतीय ) ने असतत घटकों के विकास में संख्याओं के अत्याचार के समाधान की मांग की, जो किसी दिए गए फ़ंक्शन को संलग्न निष्क्रिय तत्वों की न्यूनतम संख्या के साथ लागू किया। वैक्यूम ट्यूब युग के दौरान, इस दृष्टिकोण ने इसकी संचालन आवृत्ति की कीमत पर एक सर्किट की लागत को कम करने की अनुमति दी। उदाहरण के लिए, 1940 के एक मेमोरी सेल में दो ट्रायोड और एक दर्जन निष्क्रिय घटक शामिल थे और 200 kHz तक की आवृत्ति पर चलते थे। प्रति सेल दो पेंटोड और छह डायोड के साथ एक मेगाहर्ट्ज प्रतिक्रिया प्राप्त की जा सकती है। इस सेल को लोड रेसिस्टर और इनपुट कैपेसिटर के साथ एक थाइरेट्रॉन से बदला जा सकता है, लेकिन ऐसे सर्किट की ऑपरेटिंग आवृत्ति कुछ kHz से अधिक नहीं थी।

1952 में, बेल लैब्स के ज्वेल जेम्स एबर्स ने थायरेट्रॉन का एक प्रोटोटाइप सॉलिड-स्टेट एनालॉग विकसित किया - एक चार-परत ट्रांजिस्टर, या thyristor विलियम शॉक्ले ने अपने डिजाइन को दो-टर्मिनल चार-परत डायोड (शॉकली डायोड) में सरल बनाया और इसके औद्योगिक उत्पादन का प्रयास किया। शॉकले को उम्मीद थी कि नया उपकरण टेलिफ़ोन एक्सचेंज ों में ध्रुवीकृत रिले को बदल देगा; हालांकि, शॉक्ले डायोड की विश्वसनीयता अस्वीकार्य रूप से कम थी, और उनकी कंपनी गिरावट में चली गई।

उसी समय बेल लैब्स, आईबीएम और आरसीए में थाइरिस्टर सर्किट पर काम किया गया। इयान मुनरो रॉस और एल. आर्थर डी'असारो (बेल लैब्स) ने थाइरिस्टर-आधारित मेमोरी सेल्स के साथ प्रयोग किया। जो लॉग और रिक डिल (आईबीएम) मोनोजंक्शन ट्रांजिस्टर का उपयोग करके काउंटर बना रहे थे। जे. टोर्केल वॉलमार्क और हार्विक जॉनसन (आरसीए) ने थायरिस्टर्स और फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर दोनों का इस्तेमाल किया। 1955-1958 के कार्य जिनमें जर्मेनियम थाइरिस्टर्स का उपयोग किया गया था, निष्फल थे। केवल 1959 की गर्मियों में, किल्बी, लेहोवेक और होर्नी के आविष्कारों के सार्वजनिक होने के बाद, डी'आसारो ने सिलिकॉन थाइरिस्टर्स पर आधारित एक ऑपरेशनल शिफ्ट रजिस्टर की सूचना दी। इस रजिस्टर में, चार थाइरिस्टर्स वाले एक क्रिस्टल ने आठ ट्रांजिस्टर, 26 डायोड और 27 प्रतिरोधों को बदल दिया। प्रत्येक थाइरिस्टर का क्षेत्रफल 0.2 से 0.4 मिमी तक होता है2, जिसकी मोटाई लगभग 0.1 मिमी है। गहरी खांचे खोदकर सर्किट तत्वों को अलग किया गया था।

कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक्स, अर्धचालक युग के समर्थकों के दृष्टिकोण से, अर्धचालक प्रौद्योगिकी की मूलभूत समस्याओं को दूर करने के लिए उनके दृष्टिकोण की अनुमति दी गई थी। शॉकली, रॉस और वॉलमार्क की विफलताओं ने इस दृष्टिकोण की भ्रांति को साबित कर दिया: कार्यात्मक उपकरणों का बड़े पैमाने पर उत्पादन तकनीकी बाधाओं से बाधित था।

सिलिकॉन प्रौद्योगिकी
प्रारंभिक ट्रांजिस्टर जर्मेनियम के बने होते थे। 1950 के दशक के मध्य तक इसे सिलिकॉन से बदल दिया गया जो उच्च तापमान पर काम कर सकता था। 1954 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के गॉर्डन किड टील ने पहला सिलिकॉन ट्रांजिस्टर बनाया, जो 1955 में वाणिज्यिक हो गया। इसके अलावा 1954 में, फुलर और डिट्सबर्गर ने सिलिकॉन में प्रसार का एक मौलिक अध्ययन प्रकाशित किया, और शॉक्ले ने इस तकनीक का उपयोग करके अशुद्धता एकाग्रता के दिए गए प्रोफाइल के साथ p-n जंक्शन बनाने का सुझाव दिया।

1955 की शुरुआत में, बेल लैब्स के कार्ल फ्रॉश ने सिलिकॉन का गीला ऑक्सीकरण विकसित किया, और अगले दो वर्षों में फ्रॉश, मोल, फुलर और होलोनीक ने इस पर और शोध किया। बाद में 1958 में, फ्रॉश और लिंकन डेरिक ने प्रस्ताव दिया कि सिलिकॉन डाइऑक्साइड परतें प्रसार प्रक्रियाओं के दौरान सिलिकॉन सतहों की रक्षा कर सकती हैं, और प्रसार मास्किंग के लिए इस्तेमाल की जा सकती हैं।  इस आकस्मिक खोज ने जर्मेनियम पर सिलिकॉन के दूसरे मौलिक लाभ का खुलासा किया: जर्मेनियम ऑक्साइड के विपरीत, गीला सिलिकॉन डाइऑक्साइड एक शारीरिक रूप से मजबूत और रासायनिक रूप से निष्क्रिय विद्युत इन्सुलेटर है।

भूतल निष्क्रियता
{{See also|Thermal oxidation}सतह निष्क्रियता, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा एक अर्धचालक सतह निष्क्रिय हो जाती है, और क्रिस्टल की सतह या किनारे के संपर्क में हवा या अन्य सामग्रियों के संपर्क के परिणामस्वरूप अर्धचालक गुणों को नहीं बदलता है, पहले बेल में मोहम्मद ओटाला द्वारा विकसित किया गया था लैब्स, 1957 में।  अटाला ने पाया कि एक थर्मल ऑक्सीकरण के गठन से सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) परत ने भूतल अवस्थाओं की सांद्रता को बहुत कम कर दिया, और SiO की महत्वपूर्ण गुणवत्ता की खोज की2 पी-एन जंक्शनों की विद्युत विशेषताओं को संरक्षित करने और गैसीय परिवेश पर्यावरण द्वारा इन विद्युत विशेषताओं को बिगड़ने से रोकने के लिए पतली फिल्म। उन्होंने पाया कि सिलिकॉन डाइऑक्साइड परतों का उपयोग सिलिकॉन सतहों को विद्युत रूप से स्थिर करने के लिए किया जा सकता है। उन्होंने सतह निष्क्रियता प्रक्रिया विकसित की, सेमीकंडक्टर डिवाइस निर्माण की एक नई विधि जिसमें सिलिकॉन ऑक्साइड की एक इन्सुलेट परत के साथ एक  सिलिकॉन बिस्किट  कोटिंग शामिल है ताकि बिजली विश्वसनीय रूप से नीचे सिलिकॉन के संचालन में प्रवेश कर सके। एक सिलिकॉन वेफर के ऊपर सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक परत बढ़ने से, अटाला सतह की स्थिति को दूर करने में सक्षम था जिसने बिजली को अर्धचालक परत तक पहुंचने से रोक दिया था। 1958 की इलेक्ट्रोकेमिकल सोसायटी  की बैठक में, अटाला ने अपने 1957 मेमो के आधार पर थर्मल ऑक्सीकरण द्वारा p-n जंक्शनों की सतह के पारित होने के बारे में एक पेपर प्रस्तुत किया, और एक सिलिकॉन सतह पर सिलिकॉन डाइऑक्साइड के निष्क्रिय प्रभाव का प्रदर्शन किया। यह दिखाने वाला पहला प्रदर्शन था कि अंतर्निहित सिलिकॉन p-n जंक्शन डायोड और ट्रांजिस्टर की सुरक्षा के लिए उच्च-गुणवत्ता वाली सिलिकॉन डाइऑक्साइड इन्सुलेटर फिल्मों को सिलिकॉन सतह पर थर्मल रूप से उगाया जा सकता है। 1960 के दशक के मध्य तक, ऑक्सीकृत सिलिकॉन सतहों के लिए अटला की प्रक्रिया का उपयोग लगभग सभी एकीकृत सर्किट और सिलिकॉन उपकरणों को बनाने के लिए किया गया था।

प्लानर प्रक्रिया
जीन होर्नी ने उसी 1958 इलेक्ट्रोकेमिकल सोसाइटी की बैठक में भाग लिया, और मोहम्मद अटाला की सतह की निष्क्रियता प्रक्रिया की प्रस्तुति से चिंतित थे। अटाला के उपकरण के बारे में सोचते समय होर्नी एक सुबह प्लानर के विचार के साथ आया। सिलिकॉन डाइऑक्साइड की सिलिकॉन सतह पर निष्क्रिय प्रभाव का लाभ उठाते हुए, होर्नी ने ट्रांजिस्टर बनाने का प्रस्ताव दिया जो सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक परत द्वारा संरक्षित थे। इसने थर्मल ऑक्साइड द्वारा अटला-तन्ननबाउम-स्कीबनेर सिलिकॉन ट्रांजिस्टर पैसिवेशन तकनीक का पहला सफल उत्पाद कार्यान्वयन किया।

जीन होर्नी ने सबसे पहले बाइपोलर ट्रांजिस्टर की प्लानर तकनीक का प्रस्ताव रखा था। इस प्रक्रिया में, सभी पीएन जंक्शनों को एक सुरक्षात्मक परत द्वारा कवर किया गया था, जिससे विश्वसनीयता में काफी सुधार होना चाहिए। हालाँकि, उस समय इस प्रस्ताव को तकनीकी रूप से असंभव माना गया था। एक n-p-n ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक के निर्माण के लिए फॉस्फोरस के प्रसार की आवश्यकता होती है, और फ्रॉश के कार्य ने सुझाव दिया कि SiO2 इस तरह के प्रसार को रोकता नहीं है। मार्च 1959 में, होर्नी के एक पूर्व सहयोगी चिह-तांग साह ने होर्नी और नोयस को फ्रॉश के निष्कर्ष में एक त्रुटि की ओर इशारा किया। फ्रॉश ने एक पतली ऑक्साइड परत का इस्तेमाल किया, जबकि 1957-1958 के प्रयोगों से पता चला कि ऑक्साइड की एक मोटी परत फॉस्फोरस प्रसार को रोक सकती है।

उपरोक्त ज्ञान के साथ, 12 मार्च, 1959 तक होर्नी ने एक प्लानर ट्रांजिस्टर का पहला प्रोटोटाइप बनाया, और 1 मई, 1959 को प्लानर प्रक्रिया के आविष्कार के लिए एक पेटेंट आवेदन दायर किया। अप्रैल 1960 में, फेयरचाइल्ड ने प्लानर ट्रांजिस्टर 2N1613 लॉन्च किया, और अक्टूबर 1960 तक पूरी तरह से मेसा ट्रांजिस्टर तकनीक को छोड़ दिया। 1960 के दशक के मध्य तक, तलीय प्रक्रिया ट्रांजिस्टर और अखंड एकीकृत परिपथों के उत्पादन की मुख्य तकनीक बन गई थी।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की तीन समस्याएं
एकीकृत परिपथ का निर्माण तीन मूलभूत समस्याओं से बाधित था, जिसे 1958 में वॉलमार्क द्वारा तैयार किया गया था:


 * 1) एकीकरण। 1958 में, एक सेमीकंडक्टर क्रिस्टल में कई अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक घटकों को बनाने का कोई तरीका नहीं था। मिश्र धातु आईसी के अनुकूल नहीं थी और नवीनतम मेसा तकनीक में विश्वसनीयता के साथ गंभीर समस्याएं थीं।
 * 2) एकांत। एक अर्धचालक क्रिस्टल पर घटकों को विद्युत रूप से अलग करने की कोई तकनीक नहीं थी।
 * 3) कनेक्शन। सोने के तारों का उपयोग करने वाले बेहद महंगे और समय लेने वाले कनेक्शन को छोड़कर, आईसी के घटकों के बीच विद्युत कनेक्शन बनाने का कोई प्रभावी तरीका नहीं था।

ऐसा इसलिए हुआ कि तीन अलग-अलग कंपनियों के पास इनमें से प्रत्येक समस्या के लिए प्रमुख पेटेंट थे। स्प्रैग इलेक्ट्रिक कंपनी ने आईसी विकसित नहीं करने का फैसला किया, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने खुद को प्रौद्योगिकियों के एक अधूरे सेट तक सीमित कर दिया, और केवल फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर ने मोनोलिथिक आईसी के व्यावसायिक उत्पादन के लिए आवश्यक सभी तकनीकों को संयोजित किया।

किल्बी की संकर आईसी
मई 1958 में, एक अनुभवी रेडियो इंजीनियर और द्वितीय विश्व युद्ध के अनुभवी जैक किल्बी ने टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स में काम करना शुरू किया। सबसे पहले, उनके पास कोई विशिष्ट कार्य नहीं था और लघुकरण की सामान्य दिशा में खुद को एक उपयुक्त विषय खोजना था। उनके पास सैन्य सर्किट के उत्पादन पर एक मौलिक नई शोध दिशा खोजने या बहु-मिलियन डॉलर की परियोजना में मिश्रण करने का मौका था। 1958 की गर्मियों में, किल्बी ने एकीकरण की तीन विशेषताएं तैयार कीं:


 * 1) केवल एक चीज जो अर्धचालक कंपनी सफलतापूर्वक उत्पादन कर सकती है वह अर्धचालक है।
 * 2) प्रतिरोधों और कैपेसिटर समेत सभी सर्किट तत्वों को अर्धचालक से बनाया जा सकता है।
 * 3) सभी सर्किट घटकों को एक सेमीकंडक्टर क्रिस्टल पर बनाया जा सकता है, केवल इंटरकनेक्शन जोड़कर।

28 अगस्त, 1958 को, किल्बी ने असतत घटकों का उपयोग करके आईसी के पहले प्रोटोटाइप को इकट्ठा किया और इसे एक चिप पर लागू करने के लिए स्वीकृति प्राप्त की। उनके पास ऐसी तकनीकों तक पहुंच थी जो एक जर्मेनियम (लेकिन सिलिकॉन नहीं) चिप पर पीएन जंक्शनों के आधार पर मेसा ट्रांजिस्टर, मेसा डायोड और कैपेसिटर बना सकती थी, और चिप की थोक सामग्री प्रतिरोधों के लिए इस्तेमाल की जा सकती थी। 25 (5×5) मेसा ट्रांजिस्टर के उत्पादन के लिए मानक टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स चिप का आकार 10×10 मिमी था। किल्बी ने इसे पांच-ट्रांजिस्टर 10×1.6 मिमी स्ट्रिप्स में काटा, लेकिन बाद में उनमें से दो से अधिक का उपयोग नहीं किया। 12 सितंबर को, उन्होंने पहला IC प्रोटोटाइप प्रस्तुत किया, जो वितरित आरसी प्रतिक्रिया के साथ एक सिंगल-ट्रांजिस्टर ऑसिलेटर था, जो जॉनसन द्वारा 1953 के पेटेंट में विचार और सर्किट को दोहराता था। 19 सितंबर को, उन्होंने दूसरा प्रोटोटाइप, एक दो-ट्रांजिस्टर ट्रिगर बनाया। उन्होंने अपने में जॉनसन के पेटेंट को संदर्भित करते हुए इन आईसी का वर्णन किया.

फरवरी और मई 1959 के बीच किल्बी ने कई आवेदन दायर किए:, , , और. अर्जुन सक्सेना के अनुसार, प्रमुख पेटेंट 3,138,743 के लिए आवेदन तिथि अनिश्चित है: जबकि किल्बी द्वारा पेटेंट और पुस्तक ने इसे 6 फरवरी, 1959 निर्धारित किया था, संघीय पेटेंट कार्यालय के आवेदन अभिलेखागार द्वारा इसकी पुष्टि नहीं की जा सकी। उन्होंने सुझाव दिया कि प्रारंभिक आवेदन 6 फरवरी को दायर किया गया था और खो गया था, और (संरक्षित) पुन: प्रस्तुतीकरण 6 मई 1959 को पेटेंट कार्यालय द्वारा प्राप्त किया गया था - पेटेंट 3,072,832 और 3,138,744 के लिए आवेदन के समान तिथि। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने 6 मार्च, 1959 को किल्बी द्वारा आविष्कारों को जनता के सामने पेश किया।

इनमें से किसी भी पेटेंट ने अलगाव और इंटरकनेक्शन की समस्या को हल नहीं किया - घटकों को चिप पर खांचे काटकर अलग किया गया और सोने के तारों से जोड़ा गया। इस प्रकार ये आईसी अखंड प्रकार के बजाय संकर प्रकार के थे। हालांकि, किल्बी ने प्रदर्शित किया कि विभिन्न सर्किट तत्व: सक्रिय घटक, प्रतिरोधक, कैपेसिटर और यहां तक ​​कि छोटे इंडक्शन एक चिप पर बन सकते हैं।

व्यावसायीकरण के प्रयास
Топология ИС TI 502.svg की शरद ऋतु में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने सैन्य ग्राहकों के लिए किल्बी का अभी तक गैर-पेटेंट विचार पेश किया। जबकि अधिकांश डिवीजनों ने इसे मौजूदा अवधारणाओं के लिए अनुपयुक्त बताकर खारिज कर दिया, अमेरिकी वायु सेना ने फैसला किया कि यह तकनीक उनके आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स कार्यक्रम का अनुपालन करती है, और प्रोटोटाइप आईसी के उत्पादन का आदेश दिया, जिसे किल्बी ने कार्यात्मक इलेक्ट्रॉनिक ब्लॉक नाम दिया। वेस्टिंगहाउस ने टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स प्रौद्योगिकी में epitaxy जोड़ा और जनवरी 1960 में अमेरिकी सेना से एक अलग आदेश प्राप्त किया।

अक्टूबर 1961 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने वायु सेना के लिए किल्बी के #587 IC पर आधारित 300-बिट मेमोरी वाला एक प्रदर्शन आणविक कंप्यूटर बनाया। हार्वे क्रेगॉन ने इस कंप्यूटर को 100 सेमी से थोड़ा अधिक मात्रा में पैक किया 3। दिसंबर 1961 में, वायु सेना ने आणविक इलेक्ट्रॉनिक्स कार्यक्रम के भीतर निर्मित पहला एनालॉग डिवाइस - एक रेडियो रिसीवर स्वीकार किया। यह महंगे IC का उपयोग करता है, जिसमें 10–12 से कम घटक थे और विफल उपकरणों का उच्च प्रतिशत था। इसने एक राय उत्पन्न की कि आईसी केवल एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए खुद को सही ठहरा सकते हैं। हालांकि, एयरोस्पेस उद्योग ने उन आईसी को उनके मेसा ट्रांजिस्टर की कम विकिरण कठोरता के कारण खारिज कर दिया।

अप्रैल 1960 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने बाजार में उपलब्ध दुनिया के पहले एकीकृत सर्किट के रूप में मल्टीवाइब्रेटर #502 की घोषणा की। कंपनी ने आश्वासन दिया कि प्रतिस्पर्धियों के विपरीत वे वास्तव में 450 अमेरिकी डॉलर प्रति यूनिट या 100 इकाइयों से बड़ी मात्रा के लिए 300 अमेरिकी डॉलर की कीमत पर अपना उत्पाद बेचते हैं। हालांकि, बिक्री केवल 1961 की गर्मियों में शुरू हुई, और कीमत घोषित की तुलना में अधिक थी। [[:File:TI 502 schematic.png|#502 योजनाबद्ध में दो ट्रांजिस्टर, चार डायोड, छह प्रतिरोधक और दो कैपेसिटर शामिल थे, और पारंपरिक असतत सर्किटरी को दोहराया। डिवाइस में मेटल-सिरेमिक हाउसिंग के अंदर 5 मिमी लंबाई की दो Si स्ट्रिप्स थीं। एक पट्टी में इनपुट कैपेसिटर होते हैं; अन्य समायोजित मेसा ट्रांजिस्टर और डायोड, और इसके खांचे वाले शरीर को छह प्रतिरोधों के रूप में इस्तेमाल किया गया था। सोने के तारों ने आपस में जुड़ने का काम किया।

पी-एन जंक्शन
द्वारा अलगाव

कर्ट लेहोवेक द्वारा समाधान
1958 के अंत में, स्प्रैग इलेक्ट्रिक कंपनी में काम करने वाले वैज्ञानिक कर्ट लेहोवेक ने प्रिंसटन में एक सेमिनार में भाग लिया, जहां वॉलमार्क ने माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में मूलभूत समस्याओं के बारे में अपनी दृष्टि को रेखांकित किया। मैसाचुसेट्स वापस अपने रास्ते पर, लेहॉवेक ने अलगाव की समस्या का एक सरल समाधान पाया, जिसमें p-n जंक्शन का उपयोग किया गया था:

"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..."

लेहोवेक ने स्प्रेग में उपलब्ध ट्रांजिस्टर बनाने की तकनीकों का उपयोग करके अपने विचार का परीक्षण किया। उनका उपकरण आकार में 2.2×0.5×0.1 मिमी की एक रैखिक संरचना थी, जिसे पी-एन जंक्शनों द्वारा पृथक एन-प्रकार की कोशिकाओं (भविष्य के ट्रांजिस्टर के आधार) में विभाजित किया गया था। परतों और संक्रमणों का गठन पिघल से विकास द्वारा किया गया था। चालकता प्रकार क्रिस्टल की खींचने की गति से निर्धारित किया गया था: एक इंडियम-समृद्ध पी-प्रकार की परत धीमी गति से बनाई गई थी, जबकि एक आर्सेनिक-समृद्ध एन-प्रकार की परत उच्च गति से उत्पन्न हुई थी। ट्रांजिस्टर के संग्राहक और उत्सर्जक इंडियम मोतियों को वेल्डिंग करके बनाए गए थे। सभी विद्युत कनेक्शन सोने के तारों का उपयोग करके हाथ से किए गए थे।

स्प्रैग के प्रबंधन ने लेहोवेक के आविष्कार में कोई दिलचस्पी नहीं दिखाई। फिर भी, 22 अप्रैल, 1959 को, उन्होंने अपने खर्च पर एक पेटेंट आवेदन दायर किया और फिर दो साल के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका छोड़ दिया। इस विघटन के कारण, गॉर्डन मूर ने निष्कर्ष निकाला कि लेहोवेक को एकीकृत परिपथ का आविष्कारक नहीं माना जाना चाहिए।

रॉबर्ट नोयस द्वारा समाधान
14 जनवरी, 1959 को, जीन होर्नी ने फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में रॉबर्ट नोयस और एक पेटेंट वकील जॉन राल्ज़ा को प्लानर प्रक्रिया का अपना नवीनतम संस्करण पेश किया। होर्नी द्वारा इस घटना का एक मेमो एक प्लानर प्रक्रिया के आविष्कार के लिए एक पेटेंट आवेदन का आधार था, जिसे मई 1959 में दायर किया गया था, और में लागू किया गया था। (तलीय प्रक्रिया) और  (तलीय ट्रांजिस्टर)। 20 जनवरी, 1959 को, फेयरचाइल्ड प्रबंधकों ने अपने कंप्यूटर के लिए हाइब्रिड डिजिटल आईसी के संयुक्त विकास पर चर्चा करने के लिए, रॉकेट एटलस के लिए ऑनबोर्ड कंप्यूटर के विकासकर्ता एडवर्ड केओन्जियान से मुलाकात की। इन घटनाओं ने शायद रॉबर्ट नोयस को एकीकरण के विचार पर वापस जाने के लिए प्रेरित किया।

23 जनवरी, 1959 को, नॉयस ने प्लानर इंटीग्रेटेड सर्किट के अपने दृष्टिकोण का दस्तावेजीकरण किया, अनिवार्य रूप से होर्नी की प्लानर प्रक्रिया के आधार पर किल्बी और लेहोवेक के विचारों का पुन: आविष्कार किया। नॉयस ने 1976 में दावा किया कि जनवरी 1959 में उन्हें लेहोवेक के काम के बारे में पता नहीं था।

एक उदाहरण के रूप में, नॉयस ने एक समाकलक का वर्णन किया जिसके बारे में उन्होंने केओंजियान के साथ चर्चा की। उस काल्पनिक उपकरण के ट्रांजिस्टर, डायोड और प्रतिरोधों को पी-एन जंक्शनों द्वारा एक दूसरे से अलग किया गया था, लेकिन लेहोवेक द्वारा समाधान से अलग तरीके से। नोयस ने आईसी निर्माण प्रक्रिया को निम्नानुसार माना। इसे ऑक्साइड परत के साथ पारित अत्यधिक प्रतिरोधी आंतरिक (अनोपेड) सिलिकॉन की चिप से शुरू करना चाहिए। पहले फोटोलिथोग्राफी कदम का उद्देश्य नियोजित उपकरणों के अनुरूप खिड़कियां खोलना और चिप की पूरी मोटाई के माध्यम से कम प्रतिरोध वाले कुएं बनाने के लिए अशुद्धियों को फैलाना है। फिर उन कुओं के अंदर पारंपरिक समतल यंत्रों का निर्माण किया जाता है। लेहोवेक के समाधान के विपरीत, इस दृष्टिकोण ने द्वि-आयामी संरचनाएं बनाईं और एक चिप पर संभावित असीमित संख्या में उपकरणों को फिट किया।

अपने विचार को तैयार करने के बाद, नॉयस ने कंपनी के दबाव वाले मामलों के कारण इसे कई महीनों के लिए टाल दिया, और केवल मार्च 1959 तक इसमें वापस आ गए। पेटेंट आवेदन तैयार करने में उन्हें छह महीने लगे, जिसे तब अमेरिकी पेटेंट कार्यालय ने अस्वीकार कर दिया था क्योंकि उन्हें लेहोवेक द्वारा पहले ही आवेदन प्राप्त हो चुका था। नोयस ने अपने आवेदन में संशोधन किया और 1964 में प्राप्त किया और.

धातुकरण का आविष्कार
1959 की शुरुआत में, नॉयस ने एक और महत्वपूर्ण समस्या का समाधान किया, इंटरकनेक्शन की समस्या जिसने आईसी के बड़े पैमाने पर उत्पादन को बाधित किया। देशद्रोही आठ के सहयोगियों के अनुसार उनका विचार स्वयं स्पष्ट था: बेशक, निष्क्रिय ऑक्साइड परत चिप और धातुकरण परत के बीच एक प्राकृतिक अवरोध बनाती है। किल्बी और नोयस के साथ काम करने वाले टर्नर हैस्टी के अनुसार, नॉयस ने फेयरचाइल्ड के माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक पेटेंट को बेल लैब्स के समान कंपनियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए सुलभ बनाने की योजना बनाई, जिसने 1951-1952 में अपनी ट्रांजिस्टर तकनीकों को जारी किया।

नॉयस ने 30 जुलाई, 1959 को अपना आवेदन जमा किया और 25 अप्रैल, 1961 को प्राप्त किया. पेटेंट के अनुसार, आविष्कार में ऑक्साइड परत को संरक्षित करना शामिल था, जिसने धातुकरण परत को चिप से अलग कर दिया (संपर्क विंडो क्षेत्रों को छोड़कर), और धातु की परत को जमा करना ताकि यह ऑक्साइड से मजबूती से जुड़ा रहे। निक्षेपण विधि अभी तक ज्ञात नहीं थी, और नॉयस के प्रस्तावों में एक मुखौटा के माध्यम से एल्यूमीनियम का निर्वात निक्षेपण और एक सतत परत का निक्षेपण शामिल था, जिसके बाद फोटोलिथोग्राफी और अतिरिक्त धातु को निकालना शामिल था। सक्सेना के अनुसार, नोयस द्वारा पेटेंट, इसकी सभी कमियों के साथ, आधुनिक आईसी प्रौद्योगिकियों के मूल सिद्धांतों को सटीक रूप से दर्शाता है।

अपने पेटेंट में, किल्बी ने धातुकरण परत के उपयोग का भी उल्लेख किया है। हालांकि, किल्बी ने डाइऑक्साइड के बजाय विभिन्न धातुओं (एल्यूमीनियम, तांबा या एंटीमनी-डोप्ड सोना) और सिलिकॉन मोनोऑक्साइड की मोटी कोटिंग परतों का समर्थन किया। आईसी के उत्पादन में इन विचारों को नहीं अपनाया गया था।

प्रथम अखंड एकीकृत परिपथ
अगस्त 1959 में, नॉयस ने फेयरचाइल्ड में एकीकृत सर्किट विकसित करने के लिए एक समूह का गठन किया।{{sfn|Berlin|2005|p=111}26 मई 1960 को, जे लास्ट के नेतृत्व में इस समूह ने पहला प्लानर इंटीग्रेटेड सर्किट तैयार किया। यह प्रोटोटाइप अखंड नहीं था - इसके ट्रांजिस्टर के दो जोड़े चिप पर एक खांचे को काटकर अलग कर दिए गए थे, लास्ट द्वारा पेटेंट के अनुसार। आरंभिक उत्पादन चरणों ने होर्नी की तलीय प्रक्रिया को दोहराया। फिर 80-माइक्रोन-मोटी क्रिस्टल को कांच के सब्सट्रेट से चिपकाया गया, चेहरा नीचे किया गया, और पीछे की सतह पर अतिरिक्त फोटोलिथोग्राफी की गई। गहरी नक़्क़ाशी ने सामने की सतह के नीचे एक खांचा बनाया। फिर पीछे की सतह को एक epoxy राल के साथ कवर किया गया था, और चिप को ग्लास सब्सट्रेट से अलग किया गया था।

अगस्त 1960 में, नोयस द्वारा प्रस्तावित पी-एन जंक्शन द्वारा अलगाव का उपयोग करते हुए, लास्ट ने दूसरे प्रोटोटाइप पर काम करना शुरू किया। रॉबर्ट नॉर्मन ने चार ट्रांजिस्टर और पांच प्रतिरोधकों पर एक ट्रिगर सर्किट विकसित किया, जबकि इसी हास और लियोनेल कटनर ने इन्सुलेटिंग क्षेत्रों को बनाने के लिए बोरॉन प्रसार की प्रक्रिया विकसित की। 27 सितंबर, 1960 को पहले ऑपरेशनल डिवाइस का परीक्षण किया गया था - यह पहला प्लानर और मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट था।

फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर को इस काम के महत्व का एहसास नहीं हुआ। मार्केटिंग के उपाध्यक्ष का मानना ​​था कि लास्ट कंपनी के संसाधनों को बर्बाद कर रहा था और परियोजना को समाप्त कर दिया जाना चाहिए। जनवरी 1961 में, लास्ट, होर्नी और गद्दार आठ क्लिनर और रॉबर्ट्स के उनके सहयोगियों ने फेयरचाइल्ड को छोड़ दिया और एमेल्को का नेतृत्व किया। डेविड एलीसन, लियोनेल कट्टनर और कुछ अन्य प्रौद्योगिकीविदों ने फेयरचाइल्ड को एक प्रत्यक्ष प्रतियोगी, कंपनी सिग्नेटिक्स की स्थापना के लिए छोड़ दिया।

पहला एकीकृत सर्किट खरीद आदेश $1000 प्रत्येक पर 64 तर्क तत्वों के लिए था, जिसमें प्रस्तावित पैकेजिंग के नमूने 1960 में एमआईटी को दिए गए थे और 1962 में 64 टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स एकीकृत सर्किट थे।

अपने प्रमुख वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के प्रस्थान के बावजूद, मार्च 1961 में फेयरचाइल्ड ने अपनी पहली वाणिज्यिक आईसी श्रृंखला की घोषणा की, जिसका नाम माइक्रोलॉजिक था, और फिर लॉजिक आईसी का एक परिवार बनाने पर एक साल बिताया। उस समय तक उनके प्रतिस्पर्धियों द्वारा आईसी का उत्पादन किया जा चुका था। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने किल्बी द्वारा आईसी डिजाइनों को छोड़ दिया और अंतरिक्ष उपग्रहों के लिए प्लानर आईसी की एक श्रृंखला के लिए अनुबंध प्राप्त किया, और फिर एलजीएम -30 मिनुटमैन बैलिस्टिक मिसाइलों के लिए।

1961 और 1965 के बीच नासा का अपोलो कार्यक्रम एकीकृत परिपथों का सबसे बड़ा एकल उपभोक्ता था। जबकि अपोलो अंतरिक्ष यान के ऑनबोर्ड कंप्यूटरों के आईसी को फेयरचाइल्ड द्वारा डिजाइन किया गया था, उनमें से ज्यादातर रेथियॉन और फिल्को फोर्ड द्वारा निर्मित किए गए थे। इनमें से प्रत्येक कंप्यूटर में लगभग 5,000 मानक तर्क आईसी शामिल हैं, और उनके निर्माण के दौरान, IC की कीमत US$1,000 से घटकर US$20–30 हो गई। इस तरह नासा और पेंटागन ने गैर-सैन्य आईसी बाजार के लिए जमीन तैयार की।

अपोलो गाइडेंस कंप्यूटर में सभी लॉजिक IC सहित पहले मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट, 3-इनपुट रोकनेवाला-ट्रांजिस्टर तर्क NOR गेट थे।

फेयरचाइल्ड और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा पहले IC का रेसिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस के प्रति संवेदनशील था, और इसलिए 1964 में दोनों कंपनियों ने इसे डायोड-ट्रांजिस्टर लॉजिक [91] से बदल दिया। सिग्नेटिक्स ने 1962 में डायोड-ट्रांजिस्टर परिवार यूटिलॉजिक को वापस जारी किया, लेकिन उत्पादन के विस्तार के साथ फेयरचाइल्ड और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के पीछे पड़ गया। फेयरचाइल्ड 1961-1965 में बेचे गए IC की संख्या में अग्रणी था, लेकिन टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स राजस्व में आगे था: फेयरचाइल्ड के 18% की तुलना में 1964 में IC बाजार का 32%।

टीटीएल इंटीग्रेटेड सर्किट
उपरोक्त तर्क आईसी मानक घटकों से बनाए गए थे, तकनीकी प्रक्रिया द्वारा परिभाषित आकार और विन्यास के साथ, और एक आईसी पर सभी डायोड और ट्रांजिस्टर एक ही प्रकार के थे। 1961-1962 के दौरान सिल्वेनिया में टॉम लॉन्ग द्वारा पहली बार विभिन्न ट्रांजिस्टर प्रकारों का उपयोग प्रस्तावित किया गया था।

1961 में, ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (TTL) का आविष्कार James L. Buie ने किया था। 1962 के अंत में, सिल्वेनिया ने ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर लॉजिक (TTL) IC का पहला परिवार लॉन्च किया, जो एक व्यावसायिक सफलता बन गई। फेयरचाइल्ड के बॉब विडलर ने 1964-1965 में एनालॉग आईसी (परिचालन एम्पलीफायरों) में इसी तरह की सफलता हासिल की। TTL 1970 से 1980 के दशक के दौरान प्रमुख IC तकनीक बन गई।

एमओएस इंटीग्रेटेड सर्किट
MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सिलिकॉन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर), जिसे MOS ट्रांजिस्टर के रूप में भी जाना जाता है, का आविष्कार 1959 में बेल लैब्स में मोहम्मद अटाला और डॉन कहंग द्वारा किया गया था। एमओएसएफईटी ने बड़े पैमाने पर एकीकरण | उच्च घनत्व एकीकृत सर्किट बनाना संभव बना दिया। लगभग सभी आधुनिक आईसी मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (एमओएस) इंटीग्रेटेड सर्किट हैं, जो एमओएसएफईटी (मेटल-ऑक्साइड-सिलिकॉन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) से निर्मित हैं। 1962 में RCA में फ्रेड हेमैन और स्टीवन हॉफस्टीन द्वारा निर्मित सबसे शुरुआती प्रायोगिक MOS IC एक 16-ट्रांजिस्टर चिप थी। सामान्य माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक ने बाद में 1964 में पहला वाणिज्यिक MOS एकीकृत सर्किट पेश किया, रॉबर्ट नॉर्मन द्वारा विकसित एक 120-ट्रांजिस्टर शिफ्ट का रजिस्टर । MOSFET तब से आधुनिक IC में सबसे महत्वपूर्ण उपकरण घटक बन गया है।

1962-1966 के पेटेंट युद्ध
1959-1961 वर्षों में, जब टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और वेस्टिंगहाउस ने एविएशन मॉलिक्यूलर इलेक्ट्रॉनिक्स पर समानांतर में काम किया, तो उनकी प्रतियोगिता में एक दोस्ताना चरित्र था। 1962 में स्थिति बदल गई जब टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने अपने पेटेंट के वास्तविक और काल्पनिक उल्लंघनकर्ताओं का जोश से पीछा करना शुरू कर दिया और उपनाम द डलास लीगल फर्म प्राप्त किया। और सेमीकंडक्टर काउबॉय। कुछ अन्य कंपनियों ने इस उदाहरण का अनुसरण किया। फिर भी, पेटेंट विवादों के बावजूद आईसी उद्योग का विकास जारी रहा। 1960 के दशक की शुरुआत में, यूएस अपील कोर्ट ने फैसला सुनाया कि नॉयस थर्मल ऑक्सीडेशन और p-n जंक्शन आइसोलेशन तकनीकों पर आधारित मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट चिप का आविष्कारक था।


 * टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स बनाम वेस्टिंगहाउस: 1962-1963 में, जब इन कंपनियों ने प्लानर प्रक्रिया को अपनाया, वेस्टिंगहाउस इंजीनियर हंग-चांग लिन ने पार्श्व ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया। सामान्य प्लानर प्रक्रिया में, सभी ट्रांजिस्टर में समान चालकता प्रकार होता है, आमतौर पर n-p-n, जबकि लिन द्वारा आविष्कार ने एक चिप पर n-p-n और p-n-p ट्रांजिस्टर के निर्माण की अनुमति दी। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा प्रत्याशित सैन्य आदेश वेस्टिंगहाउस को गए। टीआई ने मामला दर्ज किया, जिसका कोर्ट के बाहर निपटारा हो गया।
 * टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स बनाम स्प्रेग: 10 अप्रैल, 1962 को लेहोवेक को पी-एन जंक्शन द्वारा अलगाव के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने तुरंत एक अदालती मामला दायर किया जिसमें दावा किया गया कि किल्बी द्वारा दायर उनके पहले पेटेंट में अलगाव की समस्या हल हो गई थी। स्प्रैग के संस्थापक रॉबर्ट स्प्रैग ने मामले को निराशाजनक माना और पेटेंट अधिकारों को छोड़ने जा रहे थे, अन्यथा लेहोवेक द्वारा आश्वस्त किया गया था। चार साल बाद, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने विशेषज्ञों द्वारा किल्बी के आविष्कारों और बयानों के प्रदर्शनों के साथ डलास में एक मध्यस्थता सुनवाई की मेजबानी की। हालांकि, लेहोवेक ने निर्णायक रूप से साबित कर दिया कि किल्बी ने घटकों के अलगाव का उल्लेख नहीं किया। अलगाव पेटेंट पर उनकी प्राथमिकता को अंततः अप्रैल 1966 में स्वीकार किया गया।
 * रेथियॉन बनाम फेयरचाइल्ड: 20 मई, 1962 को, जीन होर्नी, जो पहले ही फेयरचाइल्ड छोड़ चुके थे, ने प्लानर तकनीक पर पहला पेटेंट प्राप्त किया। रेथियॉन का मानना ​​था कि होर्नी ने जूल्स एंड्रयूज और रेथियॉन द्वारा आयोजित पेटेंट को दोहराया और एक अदालती मामला दायर किया। फोटोलिथोग्राफी, प्रसार और नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं में समान दिखने के दौरान, एंड्रयूज के दृष्टिकोण में एक मौलिक दोष था: इसमें प्रत्येक प्रसार के बाद ऑक्साइड परत को पूरी तरह से हटाना शामिल था। इसके विपरीत होर्नी की प्रक्रिया में गंदे ऑक्साइड को रखा जाता था। रेथियॉन ने अपना दावा वापस ले लिया और फेयरचाइल्ड से लाइसेंस प्राप्त कर लिया।
 * ह्यूजेस वी। फेयरचाइल्ड: ह्यूजेस विमान ने फेयरचाइल्ड पर यह तर्क देते हुए मुकदमा दायर किया कि उनके शोधकर्ताओं ने होर्नी की प्रक्रिया को पहले विकसित किया था। फेयरचाइल्ड वकीलों के अनुसार, यह मामला निराधार था, लेकिन इसमें कुछ साल लग सकते थे, जिसके दौरान फेयरचाइल्ड होर्नी की प्रक्रिया को लाइसेंस नहीं बेच सका। इसलिए, फेयरचाइल्ड ने ह्यूज के साथ अदालत से बाहर समझौता करना चुना। ह्यूजेस ने होर्नी के पेटेंट के सत्रह बिंदुओं में से एक के अधिकारों का अधिग्रहण किया, और फिर फेयरचाइल्ड की भविष्य की लाइसेंसिंग आय के एक छोटे प्रतिशत के लिए इसका आदान-प्रदान किया।
 * टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स बनाम फेयरचाइल्ड: अपने कानूनी युद्धों में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने अपने सबसे बड़े और सबसे तकनीकी रूप से उन्नत प्रतियोगी, फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर पर ध्यान केंद्रित किया। उनके मामलों ने फेयरचाइल्ड में उत्पादन में बाधा नहीं डाली, बल्कि उनकी प्रौद्योगिकियों के लिए लाइसेंस की बिक्री में बाधा डाली। 1965 तक, फेयरचाइल्ड की प्लानर तकनीक उद्योग मानक बन गई, लेकिन होर्नी और नोयस के पेटेंट का लाइसेंस दस से कम निर्माताओं द्वारा खरीदा गया था, और बिना लाइसेंस वाले उत्पादन को आगे बढ़ाने के लिए कोई तंत्र नहीं था। इसी तरह, किल्बी के प्रमुख पेटेंट टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के लिए कोई आय नहीं ला रहे थे। 1964 में, पेटेंट मध्यस्थता ने टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स को विवादित पेटेंट के पांच प्रमुख प्रावधानों में से चार का अधिकार प्रदान किया, लेकिन दोनों कंपनियों ने निर्णय की अपील की। मुकदमेबाजी वर्षों तक जारी रह सकती है, यदि अप्रैल 1966 में स्प्रैग के साथ विवाद में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स की हार के लिए नहीं। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने महसूस किया कि वे प्रमुख आईसी पेटेंट के पूरे सेट के लिए प्राथमिकता का दावा नहीं कर सकते, और पेटेंट युद्ध में रुचि खो दी। . 1966 की गर्मियों में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और फेयरचाइल्ड पेटेंट की पारस्परिक मान्यता और प्रमुख पेटेंटों के क्रॉस-लाइसेंसिंग पर सहमत हुए; 1967 में वे स्प्रैग से जुड़ गए।
 * जापान बनाम फेयरचाइल्ड: 1960 के दशक की शुरुआत में, फेयरचाइल्ड और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स दोनों ने जापान में आईसी उत्पादन स्थापित करने की कोशिश की, लेकिन जापान के अंतर्राष्ट्रीय व्यापार और उद्योग मंत्रालय (एमआईटीआई) ने इसका विरोध किया। 1962 में, MITI ने फेयरचाइल्ड को कारखाने में और निवेश करने से प्रतिबंधित कर दिया, जिसे उन्होंने पहले ही जापान में खरीदा था, और नॉयस ने निगम NEC के माध्यम से जापानी बाजार में प्रवेश करने का प्रयास किया। 1963 में, NEC के प्रबंधन ने फेयरचाइल्ड को जापान लाइसेंसिंग शर्तों के लिए बेहद लाभप्रद बना दिया, जिससे जापानी बाज़ार में फेयरचाइल्ड की बिक्री बहुत सीमित हो गई। सौदा समाप्त करने के बाद ही नोयस को पता चला कि NEC के अध्यक्ष ने MITI समिति की अध्यक्षता भी की थी जिसने फेयरचाइल्ड सौदों को अवरुद्ध कर दिया था।
 * जापान बनाम टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स: 1963 में, एनईसी और सोनी के साथ नकारात्मक अनुभव के बावजूद, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने जापान में अपना उत्पादन स्थापित करने की कोशिश की। दो वर्षों तक MITI ने अनुरोध का निश्चित उत्तर नहीं दिया, और 1965 में टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने उनके पेटेंट का उल्लंघन करने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के आयात पर प्रतिबंध लगाने की धमकी देकर जवाबी कार्रवाई की। इस कार्रवाई ने 1966 में Sony और 1967 में Sharp को प्रभावित किया, MITI को गुप्त रूप से टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के लिए एक जापानी भागीदार की तलाश करने के लिए प्रेरित करना। MITI ने टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और मित्सुबिशी (शार्प के मालिक) के बीच बातचीत को अवरुद्ध कर दिया, और जापानी उद्योग के भविष्य के लिए टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के साथ सौदा करने के लिए अकीओ मोरिटा को राजी किया। अमेरिकियों को सोनी में हिस्सेदारी की गारंटी देने वाले गुप्त प्रोटोकॉल के बावजूद 1967-1968 का समझौता टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के लिए बेहद नुकसानदेह था। लगभग तीस वर्षों से, जापानी कंपनियां टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स को रॉयल्टी का भुगतान किए बिना आईसी का उत्पादन कर रही थीं, और केवल 1989 में जापानी अदालत ने किल्बी द्वारा आविष्कार के पेटेंट अधिकारों को स्वीकार किया। नतीजतन, 1990 के दशक में, सभी जापानी आईसी निर्माताओं को 30 साल पुराने पेटेंट के लिए भुगतान करना पड़ा या क्रॉस-लाइसेंसिंग समझौतों में प्रवेश करना पड़ा। 1993 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने ज्यादातर जापानी कंपनियों से लाइसेंस फीस में US$520 मिलियन कमाए।

दो आविष्कारक: किल्बी और नॉयस
1960 के पेटेंट युद्धों के दौरान संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रेस और पेशेवर समुदाय ने माना कि आईसी आविष्कारकों की संख्या बड़ी हो सकती है। पुस्तक स्वर्ण युग की उद्यमिता में चार लोगों का नाम है: किल्बी, लेहोवेक, नॉयस और होर्नी। थ्योरी एंड प्रैक्टिस ऑफ माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स (1968) में सोराब गांधी ने लिखा कि लेहोवेक और होर्नी के पेटेंट 1950 के अर्धचालक प्रौद्योगिकी के उच्च बिंदु थे और आईसी के बड़े पैमाने पर उत्पादन का रास्ता खोल दिया।

अक्टूबर 1966 में, एकीकृत परिपथों के विकास में महत्वपूर्ण और आवश्यक योगदान के लिए किल्बी और नॉयस को फ्रैंकलिन संस्थान से बैलेंटाइन मेडल से सम्मानित किया गया। इस घटना ने दो अन्वेषकों के विचार की शुरुआत की। किल्बी के नामांकन की उन समकालीन लोगों द्वारा आलोचना की गई जिन्होंने वास्तविक सेमीकंडक्टर आईसी के रूप में अपने प्रोटोटाइप को नहीं पहचाना। इससे भी अधिक विवादास्पद नोयस का नामांकन था: इंजीनियरिंग समुदाय मूर, होर्नी और अन्य प्रमुख अन्वेषकों की भूमिका से अच्छी तरह वाकिफ था, जबकि नोयस अपने आविष्कार के समय फेयरचाइल्ड के सीईओ थे और सीधे तौर पर फेयरचाइल्ड के निर्माण में भाग नहीं लेते थे। पहले आई.सी. नॉयस ने स्वयं स्वीकार किया, मैं एक उत्पादन समस्या को हल करने का प्रयास कर रहा था। मैं एक एकीकृत सर्किट बनाने की कोशिश नहीं कर रहा था।

लेस्ली बर्लिन के अनुसार, पेटेंट युद्धों के कारण नॉयस एकीकृत परिपथ के जनक बन गए। टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स ने उसका नाम चुना क्योंकि यह उस पेटेंट पर खड़ा था जिसे उन्होंने चुनौती दी थी और इस तरह उसे फेयरचाइल्ड में सभी विकास कार्यों के एकमात्र प्रतिनिधि के रूप में नियुक्त किया। बदले में, फेयरचाइल्ड ने कंपनी की सुरक्षा के लिए अपने सभी संसाधन जुटाए, और इस प्रकार नॉयस की प्राथमिकता। जबकि किल्बी व्यक्तिगत रूप से टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स के जनसंपर्क अभियानों में शामिल थे, नॉयस प्रचार से दूर रहे और उनकी जगह गॉर्डन मूर ने ले ली।

1970 के दशक के मध्य तक, दो-आविष्कारक संस्करण को व्यापक रूप से स्वीकार कर लिया गया, और 1976-1978 में पेशेवर पत्रिकाओं में किल्बी और लेहोवेक के बीच हुई बहस ने स्थिति को नहीं बदला। होर्नी, लास्ट और लेहोवेक को मामूली खिलाड़ी माना जाता था; वे बड़े निगमों का प्रतिनिधित्व नहीं करते थे और सार्वजनिक प्राथमिकता वाली बहसों के लिए उत्सुक नहीं थे।

1980 के दशक के वैज्ञानिक लेखों में, आईसी आविष्कार का इतिहास अक्सर इस प्रकार प्रस्तुत किया गया था

"While at Fairchild, Noyce developed the integrated circuit. The same concept has been invented by Jack Kilby at Texas Instruments in Dallas a few months previously. In July 1959 Noyce filed a patent for his conception of the integrated circuit. Texas Instruments filed a lawsuit for patent interference against Noyce and Fairchild, and the case dragged on for some years. Today, Noyce and Kilby are usually regarded as co-inventors of the integrated circuit, although Kilby was inducted into the Inventor's Hall of Fame as the inventor. In any event, Noyce is credited with improving the integrated circuit for its many applications in the field of microelectronics."

1984 में, दो-आविष्कारक संस्करण को थॉमस रीड द्वारा द चिप: हाउ टू अमेरिकन्स इन्वेंटेड द माइक्रोचिप एंड लॉन्च्ड ए रेवोल्यूशन में आगे समर्थन दिया गया। पुस्तक को 2008 तक पुनर्मुद्रित किया गया था। न्यूयॉर्क टाइम्स के रॉबर्ट राइट ने आविष्कार में शामिल सहायक पात्रों के लंबे विवरण के लिए रीड की आलोचना की, अभी तक लेहोवेक और लास्ट के योगदान का उल्लेख नहीं किया गया था, और जीन होर्नी पुस्तक में केवल एक सिद्धांतकार के रूप में दिखाई देते हैं जिन्होंने नॉयस से परामर्श किया था।

ए हिस्ट्री ऑफ़ मॉडर्न कंप्यूटिंग (2003) में पॉल सेरुज़ी ने भी दो-आविष्कारक कहानी को दोहराया और निर्धारित किया कि उनका आविष्कार, जिसे पहले माइक्रोलॉजिक, फिर फेयरचाइल्ड द्वारा इंटीग्रेटेड सर्किट में डब किया गया था, इस पथ के साथ एक और कदम था (सेना द्वारा लघुकरण की मांग की गई थी) 1950 के दशक के कार्यक्रम)। साहित्य की प्रचलित राय का उल्लेख करते हुए, उन्होंने होर्नी की प्लानर प्रक्रिया का उपयोग करने के लिए नॉयस के निर्णय को सामने रखा, जिसने आईसी के बड़े पैमाने पर उत्पादन का मार्ग प्रशस्त किया, लेकिन आईसी आविष्कारकों की सूची में शामिल नहीं किया गया। सेरुज़ी ने आईसी घटकों के अलगाव के आविष्कार को कवर नहीं किया।

2000 में, नोबेल समिति ने एकीकृत सर्किट के आविष्कार में भाग लेने के लिए किल्बी को भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया। नॉयस की 1990 में मृत्यु हो गई और इस तरह उसे नामांकित नहीं किया जा सका; जब उनसे उनके जीवन के दौरान नोबेल पुरस्कार की संभावनाओं के बारे में पूछा गया तो उन्होंने उत्तर दिया कि वे इंजीनियरिंग या वास्तविक कार्य के लिए नोबेल पुरस्कार नहीं देते हैं। नोबेल नामांकन प्रक्रिया की गोपनीयता के कारण, यह ज्ञात नहीं है कि अन्य आईसी आविष्कारकों पर विचार किया गया था या नहीं। सक्सेना ने तर्क दिया कि किल्बी का योगदान बुनियादी विज्ञान के बजाय शुद्ध इंजीनियरिंग था, और इस प्रकार उनके नामांकन ने अल्फ्रेड नोबेल की इच्छा का उल्लंघन किया।

दो-आविष्कारक संस्करण 2010 तक बना रहा। इसकी भिन्नता किल्बी को सामने रखती है, और नोयस को एक इंजीनियर के रूप में मानती है जिसने किल्बी के आविष्कार में सुधार किया। फ्रेड कापलान (पत्रकार) ने अपनी लोकप्रिय पुस्तक 1959: द ईयर एवरीथिंग चेंजेड (2010) में आईसी आविष्कार पर आठ पृष्ठ खर्च किए और इसे किल्बी को सौंप दिया, केवल फुटनोट में नॉयस का उल्लेख और होर्नी और लास्ट की उपेक्षा करना।

विहित संस्करण का संशोधन
1990 के दशक और 2000 के दशक के अंत में पुस्तकों की एक श्रृंखला ने आईसी आविष्कार को सरलीकृत दो-व्यक्ति की कहानी से परे प्रस्तुत किया:

1998 में, माइकल रिओर्डन और लिलियन हॉडसन ने अपनी पुस्तक क्रिस्टल फायर: द बर्थ ऑफ द इंफॉर्मेशन एज में किल्बी के आविष्कार की ओर ले जाने वाली घटनाओं का विस्तार से वर्णन किया। हालाँकि, वे उस आविष्कार पर रुक गए।

रॉबर्ट नॉयस (2005) की अपनी जीवनी में लेस्ली बर्लिन ने फेयरचाइल्ड में होने वाली घटनाओं को शामिल किया और किल्बी के योगदान का गंभीर मूल्यांकन किया। बर्लिन के अनुसार, कनेक्टिंग तारों ने डिवाइस को किसी भी मात्रा में निर्मित होने से रोक दिया, जिसके बारे में किल्बी अच्छी तरह से जानते थे।

2007 में, बो लोजेक ने दो-आविष्कारक संस्करण का विरोध किया; उन्होंने होर्नी और लास्ट के योगदान का वर्णन किया और किल्बी की आलोचना की।

2009 में, सक्सेना ने लेहोवेक और होर्नी के काम का वर्णन किया। उन्होंने किल्बी और नोयस की भूमिका भी निभाई।

यह भी देखें

 * इंटीग्रेटेड सर्किट#इतिहास

ग्रन्थसूची

 * Internet Archive eBook ISBN 9783540342588.
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