Lehovets, Kurt

Kurt Lehovec
Kurt Lehovec
Születési dátum 1918. június 12.( 1918-06-12 ) [1]
Születési hely Ledvice , Ausztria-Magyarország
Halál dátuma 2012. február 17.( 2012-02-17 ) [2] (93 évesen)
A halál helye
Ország
Tudományos szféra Szilárdtestfizika
Munkavégzés helye Amerikai Hadsereg Signal Corps LaboratoryFort Monmouthban
Sprague Electric Company
University of South Carolina
alma Mater Károly Egyetem
tudományos tanácsadója Bernhard Gudden
Diákok René Zulig
Ismert, mint A tranzisztorok pn átmenettel történő leválasztásának feltalálója (1958)
Weboldal kurtlehovec.info

Kurt Lehovec , egyben Lehovec [3] ( angol.  Kurt Lehovec , Ledvice , Ausztria-Magyarország , 1918. július 12., Los Angeles , 2012. február 17. ) cseh, később amerikai fizikus és feltaláló, félvezetőkutató . 1959 elején Lehovets feltalálta és szabadalmaztatta a pn átmenettel rendelkező félvezető eszközök leválasztásának technológiáját.  - a három alapvető technológia egyike, amely lehetővé tette monolitikus integrált áramkörök létrehozását . Legovets az ionkristályok felületi rétegeiben megjelenő tértöltés-modell szerzője ( Legovek - effektus [sic] , 1953), társszerzője a fénykibocsátó szilícium - karbid dióda első elméleti modelljének (1951), amely egy ekvivalens áramkör. egy MIS tranzisztor (Legovek-Slobodsky modell, 1961-1964), az MIS tranzisztor fizikai modellje (Legowek-Zulig modell, 1968-1970). Legovets mindezen alkotásai az Egyesült Államokban készültek, ahová 1947-ben a Paperclip hadművelet során került .

Eredet és végzettség

Kurt Lehovec az I. világháború végén született Ledwicében , Ausztria -Magyarország Szudéta -vidékén . Édesanyja német nemzetiségű , apja cseh nemzetiségű, az osztrák , majd Csehszlovákia függetlenné válása után a  csehszlovák hadsereg tisztje [4] . A szülők elváltak, amikor Kurt és bátyja még óvodás korban voltak [4] . Lehovets felidézte, hogy az anya a társadalomtól elszigetelten nevelte fiait, szigorúan ellenőrizte olvasókörüket, és bizalmatlanságot keltett bennük a nők iránt [4] . A bátyja édesanyja kedvence volt, Kurt pedig, aki apja megjelenését örökölte, számkivetettként nőtt fel saját családjában [4] . Lehovetset élete hátralévő részében egy kisebbrendűségi komplexus kísértette , amelyet ő maga " Charlie Chaplin - komplexusnak " nevezett [4 ] . Lehovets idős korában ezt írta:  

Valószínű, hogy [az anyai ellenszenv] beteljesületlen halálvágyat keltett bennem, ami félelmetlenné tett a legveszélyesebb körülmények között is. Most úgy gondolom, hogy a [gyermekkori] érzelmi katasztrófa a sors álruhás ajándéka volt. A tudomány felé lökött, ami a spirituális túlélés egyetlen eszköze lett...

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Talán ez váltott ki belőlem egy meg nem valósult halálvágyat, ami rettenthetetlenné tett a nagy veszélyekkel szemben. Ezt az érzelmi katasztrófát most álruhás áldásnak tartom, mivel pszichológiai túlélésem eszközeként a tudományba irányított, minden mást kivéve. [négy]

1936-ban, miután Lehovec elvégezte a középiskolát, édesanyja Prágába költöztette a családot [4] . Lehovets belépett a Prágai Károly Egyetem fizika szakára . 1939 márciusában Németország megszállta Csehszlovákiát , majd az egyetemet lefejezték – a zsidó tanárok eltűntek valahol [5] . A karon már csak egy professzor maradt, ő vegyész [5] . Az üres helyeket fokozatosan betöltötték a Németországból érkezett németek [4] . Az egyik német, a félvezetők fotoelektromos hatásának kutatója, Bernhard Gudden professzor félvezető laboratóriumot szervezett az egyetemen, és Lehovets tudományos igazgatója lett. 1941-ben a huszonhárom éves Legovets "gyorsított rendelés" doktori fokozatot kapott az ólom-szelenid fotoelektromos hatásának kutatásáért [5] .

Háború és emigráció

Legovets diploma megszerzése után azonnal besorozták a Wehrmachtba , és a keleti frontra küldték [4] . Legovets nem tért ki arra, hogy hol és hogyan szolgált – csupán a katonai élet végül megszabadította őt egy uralkodó anya igától [4] . 1941-1942 telét követően visszahívták Prágába, és kinevezték a Károly Egyetem Fizikai Intézetének kutatói csoportjának élére [4] [5] . Abban az időben a németek két laboratóriumot telepítettek Csehországba a félvezetők katonai alkalmazott kutatására: a prágai Gudden laboratórium, amelyben Lehovets is volt, egyenirányító diódákkal foglalkozott , egy másik laboratórium Tanvaldében ., radarjelek kristálydetektoraival foglalkozott [6] . A Lehovets csoport a nürnbergi Süddeutsche Apparatefabrik -tal kötött megállapodás alapján vizsgálta a szelén egyenirányítókat . (SAF) [5] [6] . Legovets felfedezte, hogy a tallium keveréke jelentősen elnyomja a reteszelt egyenirányító fordított vezetését [6] . A lelet érdekelte a megrendelőt, és 1942-ben a nürnbergi mecénásoknak köszönhetően Lehovets felvették a katonai fejlesztések élvonalába – a titkos "X anyaghoz" ( Németország ) [6] . Legovets talliumszennyeződésekkel foglalkozó munkája a háború után Németországban és az USA-ban jelent meg [5] .

1945 májusában Guddent és személyzetének nagy részét megölték a prágai szovjet támadás során [7] . Elmar Frank Prágában maradt és életben maradt, Lehovets pedig biciklivel nyugatra menekült [8] . A leendő Nyugat-Németország amerikai szektorában telepedett le, tudományt próbált végezni, és számos munkát publikált a félvezetők fotoelektromos hatásáról – de egy lerombolt országban lehetetlen volt a tudománynak élni. 1947-ben brit ügynökök a 30. rohamcsoportból (Maga Lehovets emlékiratai szerint - az amerikai hadsereg jelzőhadtestének amerikai ügynökei[5] ) rátalált Lehovetsre, és felajánlotta neki, hogy az Operation Paperclip [8] keretében induljon el az Egyesült Államokba. Lehovets, aki nem tudott angolul és nem volt megélhetése, azonnal beleegyezett [8] . Egy angol toborzó adott Legovetsnek több doboz cigarettát, és elküldte a feketepiacra, hogy öltözzön fel, mielőtt távozott [8] . Hamarosan Lehovets 210 német szakemberből álló csoporttal az USA-ba hajózott. Közülük 24, köztük Lehovets és Hans Ziegler, a kutatólaboratóriumban dolgoztak Egyesült Államok Hadsereg Signal CorpsFort Monmouthban, New Jersey . Lehovetsről kiderült, hogy az egyik legfiatalabb német, aki a Paperclip részeként érkezett az USA-ba [9] .

Itt dolgozik: Fort Monmouth

A tranzisztor feltalálásának nyilvános bejelentése előtt Young ezredes és én részt vettünk egy zártkörű találkozón a Bell Labsban . Meglepődtem, milyen közel kerültem ehhez a felfedezéshez. Két lehetőségem volt, és mindkettőt kihagytam.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Col. Young és én részt vettünk a Bell Lab privát közzétételén. a sajtónak való bejelentés előtt. Megdöbbentett, milyen közel kerültem ehhez a felfedezéshez. Két lehetőségem volt, és mindkettőt kihagytam. [5]

Amikor megérkezett Fort Monmouthba, Lehovec a félvezetők és a szelén egyenirányítók fotoelektromos hatásának ismerős témáin dolgozott [5] a Signal Corps' Institute of Advances Studies-ban. 1948 augusztusában a Physical Review -ban közölt egy terjedelmes cikket, amelyben egy hipotetikus "állapotegyenletet" ( angolul  equation of state ) javasolt - a fém-félvezető gáton kifejtett fotoelektromos hatás modelljét [10] . Ezután részt vett a dokumentumok szelénfilmes fénymásolásának ígéretes technológiáján – a Haloid (a leendő Xerox ) szakembereivel együtt [5] . Lehovets elmondása szerint sietve dolgozott, nem foglalkozott sokáig egy témával ( eng.  "hit and run" tudós voltam ), és gyakran le kellett győznie az "establishment" tehetetlenségét [5] . A laboratóriumon belül Lehoveteket és más németeket zsidó kollégák akadályozták [9] . Legovets "kollégája", Ben Levin vezette az "ellenállást" a "Nem adunk széket a németeknek - hadd üljenek a földre" jelszóval! [11] . A laboratóriumi helyzet csak akkor normalizálódott, amikor Joseph McCarthy kiutasította Levint baloldali érzelmei miatt [12] .

1948. június 30-án a Bell Labs bejelentette a tranzisztor feltalálását , és az állami laboratóriumok heves versenybe kezdtek a tranzisztormunkára még nem allokált költségvetésekért [5] . Lehovets a bürokratikus viszályok középpontjába került: munkaidejét két egymással versengő laboratórium között osztotta meg [5] . Lehovets heti két napot Fort Monmouthban, két napot az Evans táborban dolgozott[5] . A Camp Evans -ben szilícium-karbid (SiC) minták felfedezése után Legovets megismételte O. V. Losev szakirodalomból ismert tapasztalatait [5] . Amikor elektromos áramot vezettek át a SiC kristályon, a kristály egyes részei élénksárga fénnyel világítottak [5] . A Signal Corps Laboratories igazgatója, Harold Tsaltámogatta ezt a kutatási irányt, és 1950 decemberében Lehovets, Carl Accardo és Edward Dzhamgochyan először [13] mutatta be a nagyközönségnek a félvezetők fénykibocsátásának elméleti modelljét [14] (1951-ben jelent meg [15] ). Legovets szerint a sugárzás elektronok és lyukak rekombinációja révén jött létre a pn átmeneten . Legovets, Accardo és Dzhamgochyan munkái kiállták az idő próbáját [16] , és a LED -ipar elméleti alapjává váltak [14] .

1949 óta Lehovets koordinálta a katonai osztály és a Bell Labs közös munkáját [17] . Ugyanebben a tranzisztor programban Lehovec a Purdue Egyetem Carl Lark-Horowitz professzorának csoportjával dolgozott, majd később felügyelte a Signal Corps és a Purdue University közötti szerződéseket [18] . Lehovets visszautasította az ajánlatot, hogy Horowitzba menjen, és idős korában ezt "élete egyik legrosszabb döntésének" tartotta ( az egyik legrosszabb döntése ) [14] .  

Lehovets emlékiratai nem említenek katonai, lezárt projekteket. Munkássága tudományos folyóiratokban jelent meg, rendszeresen konzultált magánügyfelekkel, és elkezdett egy áttekintő monográfiát írni a félvezetőkről a McGraw-Hill számára [5] . A laboratórium titkára, Gisela, aki segített Legovetsnek a könyvön, 1952-ben lett a felesége [5] . Ebben a házasságban négy lánya született, a hetvenes években felbomlott [5] . Miközben a könyvön dolgozott, Legovets érdeklődni kezdett az ionkristályok inhomogenitásainak koncentrációja iránt [5] . Az az egyszerű következtetés, hogy a felületi rétegekben az inhomogenitások koncentrációja nagyobb legyen, mint a kristály belsejében, arra a következtetésre vezetett, hogy az ionkristályok felületi rétegei tartalmaznak tértöltési tartományt , [5] és ennek következtében belső feszültségeket . Például egy sókristályban Legovets számításai szerint a felület elektrosztatikus potenciáljának 0,28 V -tal alacsonyabbnak kellett lennie, mint a kristálytest potenciáljának. Ezt a jelenséget, amelyet Lehovec írt le először 1953-ban, Lehovec - effektus [sic] vagy Frenkel - Lehovec tértöltés néven vált ismertté [19 ] . Legovets egyetlen ebben a témában írt írása, a "The Space Charge Layer and the Distribution of Lattic Defects in Ionic Crystals" (A tértöltésréteg és az ionkristályok rácshibáinak eloszlása) volt a legtöbbet idézett munkája. A 21. században is idézik [20] [21] .   

Sprague-n működik

Munkája jellegéből adódóan Lehovets gyakran kommunikált magáncégek képviselőivel, és jó elképzelése volt a nagyvállalati munkakörülményekről [14] . 1952-ben, nem sokkal házassága előtt visszautasította a Bell Labs és a Pacific Semiconductors ajánlatait, de elfogadta a massachusettsi Sprague Electric Company ajánlatát [14] . Legovets nagyra értékelte Robert Sprague személyes és üzleti tulajdonságait , aki testvérével, Juliennel együtt vezette a céget, de New England természetét még jobban szerette [22] .

Mielőtt elhagyta volna az állami laboratórium falait, Lehovetsnek legalizálni kellett az Egyesült Államokban: minden tudós, akit a gemkapocs idején az Egyesült Államokba hoztak, illegálisan tartózkodott az országban [14] . Legalább legálisan be kellett lépni az Egyesült Államokba, majd bizonyítani kellett politikai megbízhatóságukat: a törvény megtiltotta a tartózkodási engedély kiadását a volt náciknak [14] . A kollégák megtalálták a kiutat: Legovetst autóval hozták a Niagara Falls -i Rainbow Bridge-hez, Legovets gyalog lépte át az USA és Kanada határát , megfordult, és ugyanazzal a lassú lépéssel legálisan visszatért amerikai földre [8] . Megkezdődött a visszaszámlálás az Egyesült Államokban való törvényes tartózkodásáig. Öt évvel később figyelemre méltó párbeszéd zajlott le az Állampolgársági Bíróságon:

Bíró: Melyik országból jött az USA-ba?
Lehovets: Kanadából.
Bíró: Honnan jött Kanadába?
Lehovets: Az USA-ból [14] .

A bíró nem ellenkezett, Lehovets amerikai állampolgár lett [14] .

Robert Sprague engedélyezte a ponttranzisztort a Bell Labs-tól, és megbízta a Legovets-et, hogy helyezze üzembe [23] . A megvásárolt technológiának két hátránya volt: az érintkezők kézi összeszerelése és mikroszkóp alatti beállítása, valamint az érintkezők elmozdulásának nagy valószínűsége a gyártás további szakaszaiban [14] . Lehovets kitalálta, hogyan lehet megkerülni ezeket a problémákat, és technológiát javasolt az érintkezőszerelvény automatizált összeszerelésére (2773224 számú amerikai szabadalom, 1956. december 4-i bejelentés) [23] . A Lehovec tranzisztorainak ára tízszer alacsonyabb volt, mint a Western Electric költsége, és Sprague esélyt kapott arra, hogy az AT&T telefonmonopólium tranzisztorainak fő szállítója legyen, de Sprague vezetése visszautasította az üzletet [24] .

1953 - ban Lehovec kifejlesztette a kifejlesztett csomóponti tranzisztor technológia továbbfejlesztett változatát . Ahelyett, hogy egy egész kristályt kihúzott volna az olvadékból, az ötvözött rétegek "növesztését" javasolta egy, a kristályról már levágott lemez felületi rétegének megolvasztásával [5] . A Sprague vezetése megtagadta Lehovec javaslatának végrehajtását, mivel a cég már megvásárolta a Philcótólelektrokémiai technológiát, és hamarosan leállították a ponttranzisztorok gyártását [25] . A döntés stratégiailag helyes volt: 1963-ig Sprague maradt az elektrokémiai tranzisztorok egyedüli szállítója, és jó pénzt keresett rajtuk [26] . Lehovets nem értett egyet a Sprague fivérek választásával, de kénytelen volt támogatni az "idegen" technológiát [25] , majd áttért a kondenzátorok dielektrikumára  – Sprague fő üzletágára. Ennek az iránynak a részeként Lehovets kifejlesztett és szabadalmaztatott egy szilárd elektrolitot tartalmazó akkumulátort (US 2689876, 2696513 és mások), de ez a fejlesztés nem került sorozatba [5] .

Az 1950-es évek végén Lehovets az úgynevezett "kapilláris ötvözési eljárást  " javasolta, amely automatizálta az ötvözött tranzisztorok gyártásában az adalékanyag-ellátást [27] . A "kapilláris" technológia az adalékolási mélység pontos szabályozását biztosította, és lehetővé tette több pn átmenet létrehozását egy tabletta felületén (tranzisztor üres) [27] . Azonban túl későn tűnt fel: a Fairchild Semiconductor már megkezdte a sík tranzisztorok gyártását [5] .

A pn-átmenet leválasztásának feltalálása

Probléma

A fő probléma, amellyel [1959 elején] szembesültünk, az volt, hogy tudtunk sík tranzisztorokat készíteni , de nem tudtuk elkülöníteni őket egymástól. Aztán a probléma megoldása nagy szabadalmi háborúk tárgyává vált , és úgy történt, hogy három kulcsfontosságú technológia [az integrált áramkör létrehozásához szükséges] három különböző ember kezébe került. Jack Kilby , a TI szabadalmat kapott az áramköri elemek egyetlen chipre történő integrálására. Fairchild szabadalmat kapott egy olyan bevonatolási technológiára, amely sík áramköri elemeket köt össze. Kurt Lehovec, Sprague szabadalmat kapott ezen elemek diffúz izolálására. Az elszigeteltség volt a fő problémánk.

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] A fő probléma, amit láttunk, az volt, hogy tudtuk, hogyan kell síkeszközöket készíteni, de a probléma az elektromos leválasztás volt. Ez később nagy szabadalmi háborúkká alakult ezen a cuccon, és érdekes, hogy a három kulcsfontosságú dolog, amire szükséged van [egy IC-hez], az három különálló személy három külön szabadalma volt. Kilby [a TI-nél] megkapta a szabadalmat arra, hogy különféle eszközöket egyetlen anyagra helyezzen. Fairchild megkapta a szabadalmat az eszközök összekapcsolására az ostya felületén a síkbeli eszköztől, és Kurt Lehovec (Sprague) kapta a szabadalmat az eszközök leválasztására szolgáló szórt elektromos szigetelésre. Az elszigeteltség volt a legfontosabb probléma, amellyel szembesültünk. [28] – Jay Lasta Fairchild Semiconductor 1959-es eseményeiről.

1958 végén Thorkel Walmark , az RCA -tól, Princetonban bemutatott egy jelentést az elektronika fejlődésének kilátásairól, amelyben felsorolta azokat a fő problémákat, amelyek megakadályozták az integrált áramkör létrehozását [27] (az integrált áramkör kifejezés még nem került használatba , de az integráció gondolatát legalább 1952 óta vitatják aktívan [29] ). Ezen alapvető akadályok egyike volt az egyetlen félvezető kristályon képződött elemek elektromos leválasztásának lehetetlensége [30] ). Jack Kilby első integrált áramkörének germániumkristálya – egy 10 mm hosszú és 1,6 mm széles rúd [31]  – valójában egyetlen ellenállás volt. Az elektromos leágazásoknak köszönhetően három sorosan kapcsolt ellenállás funkcióját látta el, de még két leválasztott ellenállást sem tudott pótolni. Az egyetlen alternatíva a kristály fizikai szétválasztása volt. Például az első Fairchild sík mikroáramkörben (1960. május-október) egy ultravékony (80 mikronos) lemezt kialakított tranzisztorokkal maratással különálló eszközökké vágtak , amelyeket aztán epoxigyantával „monolitizáltak” .

Megoldás

A Princetonból hazafelé vezető úton Lehovets megoldást talált a problémára - az áramköri elemeket pn átmenetekkel leválasztotta:

Köztudott, hogy a p-n átmenet nagy ellenállással rendelkezik, különösen akkor, ha blokkoló feszültséget kapcsolunk a csomópontra, vagy ha nincs előfeszítés. Ezért elegendő számú soros pn átmenet elhelyezésével két félvezető elem között lehetséges ezeknek az elemeknek bármilyen szükséges fokú elektromos leválasztása elérni. A legtöbb áramkörnél egy-három átmenet is elegendő...

Eredeti szöveg  (angol)[ showelrejt] Jól ismert, hogy a pn átmenet nagy impedanciával rendelkezik az elektromos árammal szemben, különösen akkor, ha az úgynevezett blokkoló irányba van előfeszítve, vagy nincs előfeszítés. Ezért az ugyanarra a szeletre szerelt két alkatrész közötti elektromos szigetelés tetszőleges foka elérhető, ha kellően nagy számú pn átmenet van sorba kapcsolva két olyan félvezető tartomány között, amelyekre az említett komponensek össze vannak szerelve. A legtöbb áramkörhöz egy-három csomópont is elegendő... – Kurt Lehovec, 3 029 366 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom [32]

A Legovets-séma, akárcsak a Kilby-séma, egy egydimenziós szerkezet volt - egy rúd vagy rúd, amelyet izolált n-típusú cellákra osztottak szigetelő pn átmenetek keskeny "csomagjai" [32] . A három tranzisztorból és négy ellenállásból álló prototípus [33] 2,2 × 0,5 × 0,1 mm méretű volt [34] . Az ostyában lévő rétegek és csomópontok olvadéknövekedéssel jöttek létre, hasonlóan az 1950-es évek „megnőtt” tranzisztorjaihoz [35] . A réteg vezetőképességének típusát ( n-típusú vagy p-típusú ) a kristályhúzási sebesség határozta meg: lassú sebességgel p-típusú ( indiummal dúsított ) réteg keletkezett a kristályban, nagy sebességgel egy n- típusú réteg ( arzénnel dúsított ) [35] . A zsákban lévő rétegvastagság 50 és 100 mikron között változott [36] .

A tranzisztorokat ötvözetes módszerrel alakították ki: az n-típusú cellákra mindkét oldalon indium vagy indium- gallium gyöngyöket hegesztettek - ötvözött PNP tranzisztorok kollektorait és emittereit [35] . Minden elektromos csatlakozás kézzel, aranyhuzallal történt. Az alacsony tápfeszültség (-1,5 V) lehetővé tette a kaszkádok közötti közvetlen kapcsolatok alkalmazását (nincs szétválasztó kondenzátor az áramkörben), és minimálisra csökkentette annak valószínűségét , hogy a szétválasztó csomagok tirisztoros PNPN szerkezetei a helyükre pattanjanak.

Szabadalmi viták

Amikor Lehovets bevitte iratait Sprague jogi tanácsadójához szabadalmi bejelentés benyújtására, nem talált erre időt [37] . A vállalatban befolyásharc folyt, a menedzsmentet nem érdekelték a távoli mikroelektronikai kilátások. Lehovets 1959. április 22-én önállóan, saját költségén kérelmet nyújtott be a Szövetségi Szabadalmi Hivatalhoz [38] , majd hosszú szabadságot vett ki, és két évre Ausztriába ment [5] . Lehovets 1961-ben tért vissza az Egyesült Államokba [5] , és 1962 áprilisában megkapta a 3 029 366 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmat a pn-csatlakozás szigetelésére [38] . Távozása során a helyzet Sprague belsejében megromlott [5] , és Fairchild [39] a félvezetőipar vezetőjévé vált .

Robert Noyce (Fairchild) néhány héttel Lehovec találmánya után vetette fel a pn-átmenet izolálásának szükségességét [40] . Noyce ismerte Lehovec Sprague-ról szóló munkáját [41] (bár ezt ő maga tagadta 1976-ban [42] ), és Lehovectől [41] kölcsönözte az átmenet útján történő izolálás gondolatát, de nem a megvalósítását . Noyce első bejegyzése a síkbeli átmenettel történő izolálásról 1959. január 23-án kelt [40] . Noyce 1959. július végén nyújtotta be az első bejelentést találmányára – és elutasították, mivel a Szabadalmi Hivatal már elfogadta Lehovec kérelmét [40] . A Fairchild ügyvédei csak 1964-ben tudták meggyőzni a szabadalmi hivatalt arról, hogy Noyce bejelentése egy független találmányt ír le. Noyce szabadalmakat kapott a technológiájára, Lehovets maradt a szabadalmánál [40] .

1962-ben, közvetlenül a 3 029 366 számú szabadalom Legovets számára történő kiadása után a "Texas Law Office" (TI) azt állította, hogy a 3 029 366 számú szabadalom sérti TI és Jack Kilby jogait [38] . A TI azt állította, hogy a pn-átmenet izolálása " automatikusan kézenfekvő megoldás ", és Jack Kilby 1958-as prototípusa a pn-átmenet leválasztásának gyakorlati példája [  38] . A szabadalmi háború döntő leszámolására Dallasban került sor 1966. március 16-án. A TI több tucat ügyvédet és egy erős szakértőt vont be, de Lehovetsnek sikerült minden érvüket megcáfolnia [38] . A TI-vizsgáló kénytelen volt elismerni, hogy a Kilby-féle áramkör ellenállásai nem voltak elszigetelve egymástól, és nem tudta megmagyarázni, hogy a TI miért nem alkalmazta a „nyilvánvaló megoldást” a 3 029 366 szabadalom közzététele előtt [43] . A TI látványosan bemutatta Kilby „eredeti terveit”, de ismét kiderült, hogy nincs bennük a pn-átmenet általi elkülönítés [44] . Három héttel később egy szabadalmi választottbíróság Legovetsnek adott igazat [44] [45] .

Sprague csak a szabadalmi háború megnyerése után fizetett díjat Legovetsnek a találmányért - pontosan egy dollárt [44] . A 3 029 366-os szabadalom a Sprague számára fontos szabadalmi pályázati tétel lett: ezért cserébe a Spraque kedvező keresztlicenc-feltételeket tárgyalt a Fairchildtől, a TI-től és a Western Electrictől [46] . Ugyanebben 1966-ban a Fairchild és a TI, miután a kezükben összpontosították az iparág legfontosabb szabadalmait, egyezségi megállapodást kötöttek, és jogokat cseréltek technológiáikra [47] . A szabadalmi háborúk befejezésének és a technológiai csomag keresztlicencének köszönhetően a chipgyártók legálisan használhatták mindhárom alapvető technológiát: Kilby integrációt, Noyce fémezést, Legovets pn junction izolációt. Fairchild és TI állandó bevételi forrást ( jogdíjakat ) kapott [47] , a Sprague családon belüli konfliktusok miatt szétszakított Sprague pedig nem használta ki versenyelőnyét, és elhagyta a félvezetőpiacot [20] .

Kritikai értékelés

Az 1960-as évek elején az amerikai sajtó Lehovec találmányát Noyce, Kilby és Jean Ernie munkáival [48] sorolta . Aztán a nagyvállalatoktól kiáramló információtömeg hatására az "integrált áramkör atyáinak" listája két névre szűkült: Kilby és Noyce [30] . Kilby mögött a Texas Instruments, Noyce mögött Fairchild és Intel állt . Ernie és Lehovets, akik nem voltak kapcsolatban a nagy üzletekkel, az árnyékba költöztek [30] . A valós gyártásban a pn-csomópontos szigetelést fejlettebb LOCOS (1970-ben javasolt) és ionmaratási (RIE, 1970-es évek közepe) technológiák váltották fel [49] . A klasszikus pn-átmenet leválasztás (Noyce 1964-es szabadalmának továbbfejlesztése) csak a viszonylag lassú bipoláris tranzisztoros áramkörök gyártásában maradt fenn.

Az 1960-as és 1970-es évek szakmai közegében nem volt egyetértés Lehovec találmányának értékében. Sorab Gandhiegy 1968-as hiteles áttekintésben Lehovec és Ernie szabadalmát az ipar fejlődésének csúcspontjának, a félvezetőipar alapjának nevezte [50] . Kilby az ellenkező nézetet terjesztette [50] . Noyce bajtársa, Gordon Moore azt mondta 1976-ban, hogy "Legovec az integrált áramkör feltalálója csak a szabadalmi hivatal szemszögéből... Úgy gondolom, hogy a mérnöki közösség nem ismeri el őt az IC feltalálójaként, mert ő tette. nem más, mint szabadalmat kérni. Egy sikeres vállalkozásnak mindig sok apja van.” [51]

Morris History of the Semiconductor Industry (1990) című művében Lehovec szabadalma egy mondatot kap (Kilby két oldala) [52] . A 2000-es években megjelent ipartörténeti ismertető könyvek (Michael Riordan, Bo Loek, Arjun Saxena , Noyce életrajzírója, Leslie Berlin) így adtak vissza Lehovetsnek: "Ernie és Lehovets találmányai feltétlenül szükségesek voltak a kitalált monolitikus séma működéséhez. írta: Noyce" [53] ; "Ernie nélkül, Moore nélkül, Kurt Lehovec nélkül Sprague-ból Noyce nem tudta volna kitalálni az integrált áramkört..." [54] .

Arjun Saxena megjegyezte Lehovec szabadalmának módszertani gyengeségét. A szabadalom nem említi, hogy pozitív előfeszítéseknél (300 mV és nagyobb) a pn átmenet szigetelőből vezetővé válik. Ezért általában helytelen a szabadalom azon alapvető rendelkezése, hogy „a pn átmenetet nagy ellenállás jellemzi” [32] . Lehovets ezt a mulasztást csak 1978-ban ismerte el nyíltan [55] [50] . A Legovets áramkört tirisztoros PNPN szerkezetekkel töltötték meg, ami a valós működés során nem vezethetett az áramkör működésképtelen helyzetbe zárásához [55] . Valószínűleg ez az oka annak, hogy Noyce az 1960-as évek elején nem használt pn-átmenet izolálást munkájában [55] .

Mezőhatású tranzisztorokon működik

Lehovets 1966-ban nézte meg először François Truffaut Négyszáz ütés című filmjét [20] . A látottak annyira lenyűgözték, hogy Lehovets végül elhagyta Sprague-t, és családjával másodszor is Ausztriába költözött [20] . Az Egyesült Államokba visszatérve Lehovets saját vállalkozást nyitott, és 1973 és 1988 között a Dél-Karolinai Egyetemen tanított [5] .

Az 1970-es és 1980-as években Lehovets főként MIS tranzisztorok alkalmazott kutatásával foglalkozott [5] . Fő megrendelője a Rockwell International volt  , amely akkoriban a gallium-arzenid (GaAs) alapú mikrohullámú készülékek vezető fejlesztője [5] . Legovets a GaAs mellett a fém-nitrid-oxid szerkezeteket (MNOS tranzisztorokat) is tanulmányozta, tudományos pályafutása végén pedig visszatért a napelemek témájához [5] . A Legovets (Legovek) nevét két modell viseli, amelyek leírják az MIS struktúrákban zajló folyamatokat:

A Legovek-Slobodsky modellt [3] (MLS) - a MIS tranzisztorok egyenértékű áramkörét kimerülési és inverziós üzemmódban - Legovets és Aleksey Slobodsky fejlesztette ki, miközben még a Sprague-n dolgozott (publikációk 1961-1964). Az MLS lehetővé teszi egy MIS tranzisztor alapvető paramétereinek (például a Debye-hossz ) kiszámítását a kapucsatorna kapacitásának műszeresen mért függéséből a kapura adott feszültségtől [56] . Az MLS feltételezi, hogy a felületi állapotok kizárólag a félvezető és az oxid határfelületén lokalizálódnak, míg a határfelületen a töltéssűrűség állandó. Ezek a feltételezések, amelyek nem veszik figyelembe a felületi jelenségek ingadozásait és inhomogenitásait a csatorna szélén, szűkítik a MIS szerkezet számított (elméleti) vezetőképességének görbéit a műszeres mérésekhez képest [57] .

A Legowek-Zulig (MLZ) modellt az 1960-as évek végén fejlesztették ki René Zulig , a McDonnell Douglas  vezető tervezője és Lehovec egykori Sprague kollégája [5] . Az MLZ Trofimenkov, Turner és Wilson korábban publikált munkáján alapult. Zulig és Lehovec megpróbálta megmagyarázni a szilícium MIS tranzisztorok telítési áramainak kísérletileg megfigyelt lineáris függését a kapufeszültségtől ( Shockley klasszikus elmélete másodfokú függést jósolt). Az MLZ ezt a jelenséget az MIS tranzisztor csatornájában az elektronsodródási sebesség telítettségének következményeként magyarázta. Zulig és Lehovets azt az alapvető feltevést fogalmazta meg, hogy a mikrohullámú tranzisztor csatorna tartományának hossza, amelyben a telítés megtörténik, lényegesen kisebb, mint az epitaxiális réteg vastagsága . A későbbi kutatók azonban bebizonyították, hogy a feltételezés téves, és az MLZ nem talált széles körű alkalmazást. [58]

Lehovets hetven évesen otthagyta az egyetemet, és Los Angelesben telepedett le . Nyugdíjas korában ókori műemlékek védelmével, rekonstrukciójával foglalkozott, majd a költészet iránt érdeklődött, több versgyűjteményt adott ki saját költségén. Lehovets 93 éves korában Los Angelesben halt meg [59] .

Főbb publikációk

Lehovets önéletrajzában nyolc szabadalmat és 115 tudományos folyóiratban megjelent publikációt tartalmazott, amelyek közül az utolsó 1990-es keltezésű. Az 1970-ig tartó munkák az ismert félvezetők és félvezető eszközök szinte teljes körét lefedik, 1970 óta pedig gallium-arzenid alapú térhatású tranzisztorokra összpontosítanak [60] . A legtöbbet idézett cikkek a Google Tudós szerint 2012 áprilisában (a megjelenés éve szerint rendezve):

Jegyzetek

  1. Studenti pražských univerzit 1882–1945
  2. Gyászjelentés: Kurt Lehovec
  3. 1 2 A cikk cseh-orosz gyakorlati átírást használ : Lehovec → "Lehovec". Az orosz nyelvű tudományos publikációkban a „Legovek” írásmódot használják, lásd például „Legovek és Slobodsky modelljét”: Avdeev, N. A. et al. Analysis of the frekvenciafüggések a MIS struktúrák vezetőképessége figyelembe véve a fluktuációt és alagútelméleti modellek  // Fizika és félvezető technológia. - 2006. - T. 40 , 6. sz . - S. 711-716 . és Bormontov, E. N., Lukin,. Peremállapotok vizsgálata MIS struktúrákban felvételi módszerrel  // Journal of Technical physics. - 1997. - T. 67 , 10. sz . - S. 55-59 . .
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Lehovec, Kurt. Életem szinopszisa  (angol)  (nem elérhető link) . Letöltve: 2012. április 18. Az eredetiből archiválva : 2012. december 7..
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Lehovec, Kurt. Szakmai élet  (angol)  (nem elérhető link) . Letöltve: 2012. április 18. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 19..
  6. 1 2 3 4 Lojek, 2007 , p. 195.
  7. Lojek, 2007 , pp. 195-196.
  8. 1 2 3 4 5 Lojek, 2007 , p. 196.
  9. 1 2 Lojek, 2007 , p. 197.
  10. Lehovec, Kurt. The Photo-Voltaic Effect (angol)  // Fizikai áttekintés. - 1948. - 1. évf. 74. - P. 463-471. (nem elérhető link)   
  11. Lojek, 2007 , p. 197: "Nem kínálnánk nekik helyet, le kell ülniük a földre."
  12. Lojek, 2007 , p. 197: "Nem kellett sok idő, hogy Joe McCarthy kirúgja Levint baloldali nézeteivel." - a szövegkörnyezetből nem derül ki, hogy személyesen McCarthyról beszélünk, vagy McCarthyról, mint a McCarthyizmus kollektív képéről .
  13. Loebner 1976 , p. 679: Losev helyesen becsülte meg az elektronok koncentrációjának és tartományának jelentőségét, de nem használta a lyukvezetőképesség fogalmát .
  14. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lojek, 2007 , p. 199.
  15. Lehovec, K; Accardo, C.; Jamgochian, E. Szilícium-karbid kristályok befecskendezett fényemissziója //  Fizikai áttekintés. - 1951. - 1. évf. 83.—P. 603–607. - doi : 10.1103/PhysRev.83.603 . (nem elérhető link)   
  16. Loebner 1976 , p. 680.
  17. Holbrook et al, 2003 , p. 49: az eredeti Közös Szolgálatban ..
  18. Lojek, 2007 , pp. 198-199.
  19. Rabbit, L. et al. Alacsony frekvenciájú polarizáció epitaxiális NaCl vékonyrétegekben // Konferencia az elektromos szigetelésről és a dielektromos jelenségekről. 1972-es éves jelentés. - Washington: National Academy of Sciences, 2003. - P. 365 (359-375). — 488 p. — ISBN 9781566773768 .
  20. 1 2 3 4 Lojek, 2007 , p. 207.
  21. Például idézi: Litzelman, S. et al. Lehetőségek és kihívások a vékonyrétegű szilárd oxid üzemanyagcellák anyagfejlesztésében  //  Fuel Cells. - 2008. - Vol. 8. - P. 294-302. - doi : 10.1002/fuce.200800034 . .
  22. Lojek, 2007 , pp. 199-200.
  23. 1 2 Lojek, 2007 , p. 200.
  24. Lojek, 2007 , pp. 200-201.
  25. 12 Holbrook et al, 2003 , p. 49.
  26. Holbrook et al, 2003 , pp. 50-51.
  27. 1 2 3 Lojek, 2007 , p. 201.
  28. Craig, A., Last, J. Interjú Jay T. Lasttal (a hivatkozás nem elérhető) . Stanford Egyetem (2007). Letöltve: 2012. április 18. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 19..   .
  29. Lojek, 2007 , p. A 2. ábra Bernard Oliver 1952-es szabadalmára hivatkozik.
  30. 1 2 3 Lojek, 2007 , p. 2.
  31. Lojek, 2007 , p. 191.
  32. 1 2 3 Lehovec, 1959 , p. 2.
  33. Alkotását tényként ismerteti a 3029366. számú szabadalom. Nincs független bizonyíték a létezésére.
  34. Lehovec, 1959 , pp. 5 (az eredetiben minden méret ezredhüvelykben van megadva).
  35. 1 2 3 Lehovec, 1959 , p. 3.
  36. Lehovec, 1959 , pp. 2, 5.
  37. Lojek, 2007 , pp. 201-202.
  38. 1 2 3 4 5 Lojek, 2007 , p. 202.
  39. Lojek, 2007 , pp. 157-159.
  40. 1 2 3 4 Brock és Lécuyer, 2010 , p. 39.
  41. 12 Berlin , 2005 , p. 104.
  42. "Valójában a pn átmenet izolálása Kurt Lehovec korábbi ötlete volt. Akkor még nem tudtam róla, de amikor szabadalmi irodalom után kutat, van egy szabadalma, amely '58-ban vagy régebben szól. Lásd: Interjú Robert Noyce-szal, 1975-1976 . IEEE. Letöltve: 2012. április 22. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 19..
  43. Lojek, 2007 , p. 203.
  44. 1 2 3 Lojek, 2007 , p. 204.
  45. Az 1960-1966-os szabadalmi háború részletes leírását lásd: Saxena 2009
  46. Lojek, 2007 , p. 205.
  47. 1 2 Brock és Lécuyer, 2010 , p. 161.
  48. Lojek, 2007 , p. egy.
  49. Saxena, 2009 , p. 103.
  50. 1 2 3 Lehovec, K. Invention of pn Junction Isolation in Integrated Circuits  //  IEEE Transactions on Electron Devices. - 1978. - 1. évf. ED25. - P. 495-496. (Fax reprodukálva: Saxena 2009, 123-125. o.)
  51. "Wolff: Lehovec technikailag az IC feltalálója? Moore: A Szabadalmi Hivatal szerint. Ez az egyik legfontosabb dolog, amire szükség volt. Szerintem a műszaki közösségben, mert csak papíralapú szabadalmi bejelentést tett, nem ismerik el feltalálóként. A sikernek sok apja van, meg minden ilyesmi.” - Interjú Gordon Moore-ral, 1976. március 4 . IEEE. Letöltve: 2012. április 22. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 19.. .
  52. Morris, PR A világ félvezetőiparának története . — Technikatörténet sorozat. - IET, 1990. - 1. évf. 12. - P. 46-47. — 171 p. — ISBN 9780863412271 .
  53. Saxena, 2009 , p. 96: "Hoerni és Lehovec találmányai is kulcsfontosságúak voltak ahhoz, hogy Noyce találmánya a monolit IC megfelelően működjön." A témában megjelent publikációk rövid áttekintése - uo., pp. 102-103.
  54. Berlin, 2005 , p. 141: "Hoerni nélkül, Moore nélkül, Kurt Lehovec nélkül a Sprague Noyce-ban soha nem képzelte volna el az integrált áramkört úgy, ahogyan ő tette."
  55. 1 2 3 Saxena, 2009 , p. 106.
  56. * Chu, J.; Sher, A. Keskeny résű félvezetők eszközfizikája . - Mikroeszközök: fizika és gyártási technológiák. - Springer, 2009. - 506 p. — ISBN 9781441910394 . , Ch. 4.1.1 (e-könyv)
  57. Bormontov, E. N., Lukin,. Peremállapotok vizsgálata MIS struktúrákban felvételi módszerrel  // Journal of Technical physics. - 1997. - T. 67 , 10. sz . - S. 55 .
  58. Pucel, R. et al. A gallium-arzenid mikrohullámú térhatású tranzisztorok jel- és zajtulajdonságai // Advances in Electronics and Electron Physics / Marton, L. - Academic Press, 1975. - Vol. 38. - P. 200-201. — 281 p. — ISBN 9780120145386 .
  59. Kurt Lehovec. A mérnök munkája az integrált áramkörhöz vezetett (nekrológ) . Los Angeles Times (2012-03-90). Letöltve: 2012. április 22. Az eredetiből archiválva : 2012. szeptember 19..
  60. Lehovec, Kurt. Tudományos oldal  (angol)  (nem elérhető link) . Letöltve: 2012. április 18. Az eredetiből archiválva : 2012. március 6..

Források