Lehovets, Kurt

Kurt Lehovec
Kurt Lehovec
Fødselsdato 12. juni 1918( 12-06-1918 ) [1]
Fødselssted Ledvice , Østrig-Ungarn
Dødsdato 17. februar 2012( 2012-02-17 ) [2] (93 år)
Et dødssted
Land
Videnskabelig sfære Faststoffysik
Arbejdsplads U.S. Army Signal Corps Laboratoryved Fort Monmouth
Sprague Electric Company
University of South Carolina
Alma Mater Charles Universitet
videnskabelig rådgiver Bernhard Gudden
Studerende René Zulig
Kendt som Opfinder af transistorisolering ved pn junction (1958)
Internet side kurtlehovec.info

Kurt Lehovec , også Lehovec [3] ( eng.  Kurt Lehovec , født 12. juli 1918 i Ledvice , Østrig-Ungarn , død 17. februar 2012 i Los Angeles ) er en tjekkisk, senere amerikansk, fysiker og opfinder, halvlederforsker . I begyndelsen af ​​1959 opfandt og patenterede Lehovets teknologien til isolering af halvlederenheder med en pn-forbindelse. - en af ​​de tre grundlæggende teknologier, der gjorde det muligt at skabe monolitiske integrerede kredsløb . Legovets er forfatteren til rumladningsmodellen i overfladelagene af ioniske krystaller (Legovek-effekt [sic] , 1953), medforfatter til den første teoretiske model af en lys- emitterende siliciumcarbiddiode (1951), et tilsvarende kredsløb af en MIS-transistor (Legovek-Slobodsky-model, 1961-1964), fysisk model af MIS-transistoren (Legovek-Zulig-model, 1968-1970). Alle disse værker af Legovets blev skabt i USA, hvor han blev taget i 1947 under Operation Paperclip .

Oprindelse og uddannelse

Kurt Lehovec blev født i slutningen af ​​Første Verdenskrig i Ledwice , i Sudeterlandet Østrig-Ungarn . Hans mor var etnisk tysker , hans far var etnisk tjekker , officer i det østrigske , og efter Tjekkoslovakiets uafhængighed den  tjekkoslovakiske hær [4] . Forældre blev skilt, da Kurt og hans storebror stadig var i førskolealderen [4] . Lehovets mindede om, at moderen opdrog sine sønner isoleret fra samfundet, nøje kontrollerede deres læsekreds og inspirerede dem med mistillid til kvinder [4] . Den ældre bror var sin mors favorit, og Kurt, som arvede sin fars udseende, voksede op som udstødt i sin egen familie [4] . Resten af ​​sit liv var Lehovets hjemsøgt af et mindreværdskompleks , som han selv kaldte " Charlie Chaplin - komplekset " [4 ] .  I sin alderdom skrev Lehovets:

Det er sandsynligt, at [mors modvilje] skabte i mig et uopfyldt ønske om døden, som gjorde mig frygtløs under de farligste omstændigheder. Jeg tror nu, at den følelsesmæssige katastrofe [i barndommen] var en skæbnesgave i forklædning. Hun skubbede mig ind i videnskaben, som blev det eneste middel til åndelig overlevelse ...

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Måske fik dette mig til at få et uopfyldt dødsønske, som gjorde mig frygtløs over for store farer. Jeg betragter nu denne følelsesmæssige katastrofe som en velsignelse i forklædning, eftersom den kanaliserede mig ind i videnskaben, eksklusive noget andet, som et middel til min psykologiske overlevelse. [fire]

I 1936, efter at Lehovec var færdig med gymnasiet, flyttede hans mor familien til Prag [4] . Lehovets kom ind i fysikafdelingen ved Prags Karlsuniversitet . I marts 1939 besatte Tyskland Tjekkoslovakiet , og derefter blev universitetet halshugget - jødiske lærere forsvandt et sted [5] . Der var kun én professor tilbage på fakultetet, og han var kemiker [5] . Efterhånden blev de tomme pladser fyldt af tyskerne, der ankom fra Tyskland [4] . En af disse tyskere, en forsker i den fotoelektriske effekt i halvledere, professor Bernhard Gudden , organiserede et halvlederlaboratorium på universitetet og blev videnskabelig direktør for Lehovets. I 1941 modtog den treogtyve år gamle Legovets "accelerated order" en Ph.D. for forskning i den fotoelektriske effekt i blyselenid [5] .

Krig og emigration

Umiddelbart efter eksamen blev Legovets indkaldt til Wehrmacht og sendt til østfronten [4] . Legovets uddybede ikke, hvor og hvordan han tjente - kun at hærlivet endelig befriede ham fra en kejserlig moders åg [4] . Efter vinteren 1941-1942 blev han tilbagekaldt til Prag og udnævnt til leder af en gruppe forskere ved Fysisk Institut ved Charles University [4] [5] . På dette tidspunkt indsatte tyskerne to laboratorier i Tjekkiet til militær anvendt forskning i halvledere: Prag Gudden-laboratoriet, som omfattede Lehovets, var engageret i ensretterdioder , et andet laboratorium, i Tanvalde, var engageret i krystaldetektorer af radarsignaler [6] . Lehovets-gruppen undersøgte selen-ensrettere i henhold til en aftale med Nürnberg Süddeutsche Apparatefabrik(SAF) [5] [6] . Legovets opdagede, at blandingen af ​​thallium i væsentlig grad undertrykker den omvendte ledning af en låst ensretter [6] . Fundet interesserede kunden, og takket være lånere fra Nürnberg i 1942 blev Lehovets optaget på forkant med den militære udvikling - til det hemmelige "materiale X" ( Tyskland ) [6] . Legovets' arbejde om thalliumurenheder blev udgivet i Tyskland og USA efter krigen [5] .

I maj 1945 blev Gudden og de fleste af hans stab dræbt under det sovjetiske angreb på Prag [7] . Elmar Frank blev i Prag og overlevede, mens Lehovets flygtede vestpå på cykel [8] . Han slog sig ned i den amerikanske sektor af det fremtidige Vesttyskland , forsøgte at dyrke videnskab og udgav en række værker om den fotoelektriske effekt i halvledere - men det var umuligt at leve af videnskab i et ødelagt land. I 1947, britiske agenter fra den 30. angrebsgruppe (ifølge memoirerne fra Lehovets selv - amerikanske agenter fra US Army Signal Corps[5] ) fandt Lehovets og tilbød ham at rejse til USA som en del af Operation Paperclip [8] . Lehovets, som ikke kunne engelsk og ikke havde mulighed for at forsørge, indvilligede straks [8] . En engelsk rekrutterer gav Legovets adskillige pakker cigaretter og sendte ham til det sorte marked for at klæde sig ud, inden han rejste [8] . Snart sejlede Lehovets til USA i en gruppe på 210 tyske specialister. 24 af dem, herunder Lehovets og Hans Ziegler, fik til opgave at arbejde i forskningslaboratoriet United States Army Signal Corpsved Fort Monmouth, New Jersey . Lehovets viste sig at være en af ​​de yngste tyskere, der kom til USA som en del af Paperclipsen [9] .

Arbejder hos Fort Monmouth

Før den offentlige meddelelse om opfindelsen af ​​transistoren deltog oberst Young og jeg i et privat møde på Bell Labs . Jeg var overrasket over, hvor tæt jeg var på denne opdagelse. Jeg havde to chancer, og jeg missede begge.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Col. Young og jeg deltog i en privat afsløring af Bell Lab. forud for meddelelsen til pressen. Det slog mig, hvor tæt jeg havde været på den opdagelse. Jeg havde to muligheder og havde misset begge. [5]

Ved sin ankomst til Fort Monmouth arbejdede Lehovec med de velkendte emner om den fotoelektriske effekt i halvledere og selen ensrettere [5] på Signal Corps' Institute of Advances Studies. I august 1948 publicerede han en længere artikel i Physical Review , hvori han foreslog en hypotetisk "statsligning" ( engelsk  ligning af tilstand ) - en model af den fotoelektriske effekt på en metal-halvlederbarriere [10] . Derefter var han involveret i arbejdet med en lovende teknologi til fotokopiering af dokumenter ved hjælp af selenfilm - sammen med specialister fra Haloid (det fremtidige Xerox ) [5] . Ifølge Lehovets arbejdede han i hast, uden at dvæle ved ét emne i lang tid ( eng.  I was a 'hit and run' videnskabsmand ), og han måtte ofte overvinde trægheden i "etablissementet" [5] . Inde i laboratoriet blev Lehovets og andre tyskere blokeret af jødiske kolleger [9] . Legovets "kollega" Ben Levin ledede "modstanden" under sloganet "Vi vil ikke give tyskerne stole - lad dem sidde på gulvet!" [11] . Situationen i laboratoriet vendte tilbage til normal først, da Joseph McCarthy udviste Levin på grund af hans venstreorienterede følelser [12] .

Den 30. juni 1948 annoncerede Bell Labs opfindelsen af ​​transistoren , og statslaboratorier indledte en hård konkurrence om budgetter, der endnu ikke var afsat til transistorarbejde [5] . Lehovets kom ind i selve centrum for bureaukratiske stridigheder: hans arbejdstid blev delt mellem to konkurrerende laboratorier [5] . Lehovets arbejdede to dage om ugen i Fort Monmouth, to dage i Camp Evans[5] . Efter at have opdaget prøver af siliciumcarbid (SiC) i Camp Evans , gentog Legovets O. V. Losevs erfaring kendt fra litteraturen [5] . Når en elektrisk strøm blev ført gennem SiC-krystallen, glødede individuelle områder af krystallen med et skarpt gult lys [5] . Direktør for Signal Corps Laboratories Harold Tsalstøttede denne forskningslinje, og i december 1950 præsenterede Lehovets, Carl Accardo og Edward Dzhamgochyan for første gang for offentligheden [13] en teoretisk model for lysemission i halvledere [14] (udgivet i 1951 [15] ). Ifølge Legovets blev strålingen genereret ved rekombination af elektroner og huller ved pn-krydset . Værkerne af Legovets, Accardo og Dzhamgochyan har modstået tidens prøve [16] og er blevet det teoretiske grundlag for LED -industrien [14] .

Siden 1949 koordinerede Lehovets militærafdelingens og Bell Labs ' fælles arbejde [17] . I det samme transistorprogram arbejdede Lehovec med gruppen af ​​professor Carl Lark-Horowitz fra Purdue University og overvågede senere kontrakter mellem Signal Corps og Purdue University [18] . Lehovets afslog tilbuddet om at tage til Horowitz, og i sin alderdom betragtede han dette som "en af ​​de værste beslutninger i sit liv" ( eng.  en af ​​hans værste beslutninger ) [14] .

Lehovets' erindringer nævner ingen militære, lukkede projekter. Hans arbejde dukkede op i videnskabelige tidsskrifter, han konsulterede regelmæssigt private kunder og begyndte at skrive en anmeldelsesmonografi om halvledere for McGraw-Hill [5] . Sekretæren for laboratoriet, Gisela, som hjalp Legovets med at arbejde på bogen, blev hans kone i 1952 [5] . Fire døtre blev født i dette ægteskab, i halvfjerdserne gik det i stykker [5] . Mens han arbejdede på bogen, blev Legovets interesseret i koncentrationen af ​​inhomogeniteter i ionkrystaller [ 5] . Den simple konklusion, at koncentrationen af ​​inhomogeniteter i overfladelagene skulle være større end inde i krystallen, førte ham til den konklusion, at overfladelagene af ioniske krystaller indeholder et rumladningsområde , [5] og som følge heraf interne spændinger . For eksempel i en saltkrystal skulle overfladens elektrostatiske potential ifølge Legovets' beregninger have været 0,28 V lavere end krystallegemets potentiale. Dette fænomen, først beskrevet af Lehovec i 1953, blev kendt som Lehovec- effekten [sic] eller Frenkel - Lehovec-rumladningen [19 ] . Legovets' eneste papir om dette emne, "The Space Charge Layer and the Distribution of Lattice Defects in Ionic Crystals", blev hans mest citerede værk. Hun bliver fortsat citeret ind i det 21. århundrede [20] [21] .   

Virker på Sprague

På grund af arten af ​​sit arbejde kommunikerede Lehovets ofte med repræsentanter for private virksomheder og havde en god idé om arbejdsforhold i store virksomheder [14] . I 1952, kort før sit ægteskab, afviste han tilbud fra Bell Labs og Pacific Semiconductors, men accepterede et tilbud fra Sprague Electric Company i Massachusetts [14] . Legovets satte stor pris på de personlige og forretningsmæssige egenskaber hos Robert Sprague , som drev virksomheden sammen med sin bror Julien, men han kunne endnu mere lide New Englands natur [22] .

Før Lehovets forlod væggene i det statslige laboratorium, skulle Lehovets legaliseres i USA: alle videnskabsmænd bragt til USA under Paperclipsen var ulovligt i landet [14] . Det var i det mindste nødvendigt at rejse lovligt ind i USA og derefter bevise deres politiske pålidelighed: Loven forbød at give en opholdstilladelse til tidligere nazister [14] . Kolleger fandt en vej ud: Legovets blev bragt i bil til Rainbow Bridge i Niagara Falls , Legovets krydsede grænsen mellem USA og Canada til fods , vendte rundt og vendte med det samme langsomme skridt lovligt tilbage til amerikansk jord [8] . Nedtællingen til hans lovlige ophold i USA er begyndt. Fem år senere fandt en bemærkelsesværdig dialog sted i Citizenship Court:

Dommer: Hvilket land kom du til USA fra?
Lehovets: Fra Canada.
Dommer: Hvor kom du til Canada fra?
Lehovets: Fra USA [14] .

Dommeren protesterede ikke, og Lehovets blev amerikansk statsborger [14] .

Robert Sprague licenserede punkttransistoren fra Bell Labs og bestilte Legovets til at sætte den i produktion [23] . Den købte teknologi havde to ulemper: manuel samling og justering af kontakter under et mikroskop, og en høj sandsynlighed for kontaktforskydning på efterfølgende produktionsstadier [14] . Lehovets fandt ud af, hvordan man kunne omgå disse problemer og foreslog en teknologi til automatiseret samling af kontaktsamlingen (US patent 2773224, ansøgning 4. december 1956) [23] . Prisen på Lehovecs transistorer var ti gange lavere end prisen på Western Electric, og Sprague fik en chance for at blive hovedleverandør af transistorer til AT&T telefonmonopolet, men Spragues ledelse afviste handlen [24] .

I 1953 udviklede Lehovec en forbedret version af den voksende junction transistor teknologi . I stedet for at trække en hel krystal ud af smelten foreslog han "dyrkning" af legerede lag ved at smelte overfladelaget på en plade, der allerede var afskåret fra krystallen [5] . Spragues ledelse nægtede at implementere Lehovecs forslag, da virksomheden allerede havde købt fra Philcoelektrokemisk teknologi, og stoppede snart produktionen af ​​punkttransistorer [25] . Beslutningen var strategisk korrekt: Indtil 1963 forblev Sprague eneleverandør af elektrokemiske transistorer og tjente gode penge på dem [26] . Lehovets var ikke enig i Sprague-brødrenes valg, men blev tvunget til at støtte "fremmed" teknologi [25] , og skiftede derefter til at arbejde med dielektrikum til kondensatorer  - Spragues hovedforretning. Som en del af denne retning udviklede og patenterede Lehovets et batteri med en solid elektrolyt (US patenter 2689876, 2696513 og andre), men denne udvikling gik ikke i serie [5] .

I slutningen af ​​1950'erne foreslog Lehovets  den såkaldte "kapillærlegeringsproces " , som automatiserede tilførslen af ​​dopingstoffer i produktionen af ​​legeringstransistorer [27] . Den "kapillære" teknologi gav præcis kontrol af dopingdybden og gjorde det muligt at skabe flere pn-forbindelser på en tabletoverflade (transistoremner) [27] . Det viste sig dog for sent: Fairchild Semiconductor var allerede begyndt at producere plane transistorer [5] .

Opfindelse af pn-junction isolation

Problem

Det største problem, vi stod over for [i begyndelsen af ​​1959] var, at vi kunne lave plane transistorer , men vi kunne ikke isolere dem fra hinanden. Så blev løsningen på dette problem genstand for store patentkrige , og det skete, at tre nøgleteknologier [krævet for at skabe et integreret kredsløb] endte i hænderne på tre forskellige mennesker. Jack Kilby fra TI modtog et patent på at integrere kredsløbselementer på en enkelt chip. Fairchild modtog patent på en pletteringsteknologi, der forbinder plane kredsløbselementer. Kurt Lehovec fra Sprague modtog et patent på diffus isolering af disse elementer. Det var isolation, der var vores største problem.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Det største problem, vi så, var, at vi vidste, hvordan man laver plane enheder, men problemet var at isolere dem elektrisk. Det blev senere til store patentkrige på disse ting, og det er interessant, at de tre vigtigste ting, du har brug for [til en IC], var tre separate patenter af tre separate personer. Kilby [ved TI] fik patentet for at sætte forskellige enheder på ét stykke materiale. Fairchild fik patentet for sammenkobling af enheder på overfladen af ​​waferen fra den plane enhed, og Kurt Lehovec hos Sprague fik patentet på den diffuse elektriske isolering for at isolere enhederne. Isolationen var det vigtigste problem, vi stod over for. [28] - Jay Lastom begivenhederne i 1959 på Fairchild Semiconductor.

I slutningen af ​​1958 præsenterede Thorkel Walmark fra RCA en rapport i Princeton om udsigterne for udviklingen af ​​elektronik, hvori han listede de vigtigste problemer, der forhindrede oprettelsen af ​​et integreret kredsløb [27] (udtrykket integreret kredsløb er endnu ikke taget i brug , men ideen om integration har været aktivt diskuteret siden i hvert fald siden 1952 [29] ). En af disse grundlæggende forhindringer var umuligheden af ​​elektrisk isolering af elementer dannet på en enkelt halvlederkrystal [30] ). Germaniumkrystallen i Jack Kilbys første integrerede kredsløb – en stang på 10 mm lang og 1,6 mm bred [31]  – var faktisk en enkelt modstand. Takket være de elektriske vandhaner udførte den funktionerne af tre modstande forbundet i serie, men den kunne ikke engang erstatte to isolerede modstande. Det eneste alternativ var den fysiske adskillelse af krystallen. For eksempel, i det første Fairchild plane mikrokredsløb (maj-oktober 1960), blev en ultratynd (80 mikron) plade med dannede transistorer skåret ved ætsning i separate enheder, som derefter blev "monolitiseret" med epoxyharpiks .

Løsning

På vej hjem fra Princeton fandt Lehovets en løsning på problemet - isolering af kredsløbselementer med pn-forbindelser:

Det er velkendt, at en p-n-forbindelse har en høj modstand, især når der påføres en blokeringsspænding til krydset, eller i fravær af forspænding. Ved at placere et tilstrækkeligt stort antal serie-pn-forbindelser mellem to halvlederelementer er det derfor muligt at opnå enhver påkrævet grad af elektrisk isolation af disse elementer. For de fleste kredsløb vil en til tre overgange være tilstrækkelige...

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Det er velkendt, at en pn-forbindelse har en høj impedans over for elektrisk strøm, især hvis den er forspændt i den såkaldte blokeringsretning eller uden nogen forspænding. Derfor kan enhver ønsket grad af elektrisk isolering mellem to komponenter samlet på den samme skive opnås ved at have et tilstrækkeligt stort antal pn-forbindelser i serie mellem to halvledende områder, hvorpå nævnte komponenter er samlet. For de fleste kredsløb vil et til tre kryds være tilstrækkeligt... - Kurt Lehovec, U.S. Patent 3.029.366 [32]

Legovets-skemaet var ligesom Kilby-skemaet en endimensionel struktur - en stang eller en stang, opdelt i isolerede n-type celler af smalle "pakker" af isolerende pn-forbindelser [32] . Prototypen [33] af tre transistorer og fire modstande havde en størrelse på 2,2 × 0,5 × 0,1 mm [34] . Lagene og samlingerne i waferen blev dannet af smeltevækst, svarende til de "voksne" transistorer i 1950'erne [35] . Typen af ​​lagledningsevne ( n-type eller p-type ) blev bestemt af krystaltrækhastigheden: ved en langsom hastighed blev et p-type lag (beriget med indium ) dannet i krystallen, ved høj hastighed, en n- typelag (beriget med arsen ) [35] . Lagtykkelsen i posen varierede fra 50 til 100 mikron [36] .

Transistorer blev dannet ved en legeringsmetode: indium- eller indium- gallium -perler blev svejset til n-type cellerne på begge sider - samlere og emittere af legerede PNP-transistorer [35] . Alle elektriske forbindelser blev lavet i hånden med guldtråd. Den lave forsyningsspænding (-1,5 V) tillod brugen af ​​direkte forbindelser mellem kaskaderne (der er ingen afkoblingskondensatorer i kredsløbet) og minimerer sandsynligheden for, at tyristor -PNPN-strukturerne i afkoblingspakkerne klikker på plads.

Patentstridigheder

Da Lehovets bragte sine papirer til Spragues juridiske rådgiver for at indgive en patentansøgning, fandt han ikke tid til dette [37] . Der var krig om indflydelse i virksomheden, ledelsen var ikke interesseret i fjerne mikroelektroniske perspektiver. Den 22. april 1959 indgav Lehovets selvstændigt, for egen regning, en ansøgning til Federal Patent Office [38] , tog derefter en lang ferie og tog til Østrig i to år [5] . Lehovets vendte tilbage til USA i 1961 [5] og modtog i april 1962 US patent 3.029.366 for pn-junction isolering [38] . Under hans afgang forværredes situationen inde i Sprague [5] , og Fairchild [39] blev førende inden for halvlederindustrien .

Robert Noyce fra Fairchild kom op med behovet for pn-junction isolation et par uger efter Lehovecs opfindelse [40] . Noyce var bekendt med Lehovecs arbejde om Sprague [41] (selvom han selv benægtede dette i 1976 [42] ), og lånte ideen, men ikke implementeringen, af isolation ved overgang fra Lehovec [41] . Noyces første indlæg om isolation ved en plan overgang er dateret 23. januar 1959 [40] . I slutningen af ​​juli 1959 indgav Noyce den første ansøgning om sin opfindelse - og fik afslag, da patentstyrelsen allerede havde accepteret Lehovecs ansøgning [40] . Det var først i 1964, at Fairchilds advokater var i stand til at overbevise patentkontoret om, at Noyces ansøgning beskrev en uafhængig opfindelse. Noyce modtog patenter for sin teknologi, Lehovets forblev med sit patent [40] .

I 1962, umiddelbart efter udstedelsen af ​​patent 3.029.366 til Legovets, hævdede "Texas Law Office" (TI), at patent 3.029.366 krænkede TI og Jack Kilbys rettigheder [38] . TI hævdede, at pn-junction isolation er " automatisk en oplagt løsning ", og at Jack Kilbys prototype fra 1958 var et praktisk eksempel på pn-junction isolation [  38] . Det afgørende opgør i patentkrigen fandt sted i Dallas den 16. marts 1966. TI hentede snesevis af advokater og en stærk ekspert, men Lehovets formåede at tilbagevise alle deres argumenter [38] . TI-eksaminatoren blev tvunget til at indrømme, at modstandene i Kilbys kredsløb ikke var isoleret fra hinanden og kunne ikke forklare, hvorfor TI ikke anvendte den "oplagte løsning" før offentliggørelsen af ​​patent 3.029.366 [43] . TI satte en spektakulær demonstration af Kilbys "originale designs", men igen viste det sig, at der ikke var nogen isolation ved pn-kryds i dem [44] . Tre uger senere afgjorde en patentvoldgift til fordel for Legovets [44] [45] .

Først efter at have vundet patentkrigen udbetalte Sprague Legovets en pris for opfindelsen - præcis en dollar [44] . Patent 3.029.366 blev et vigtigt patentbud for Sprague: i bytte for det forhandlede Spraque gunstige krydslicensvilkår fra Fairchild, TI og Western Electric [46] . I samme 1966 indgik Fairchild og TI, efter at have koncentreret de vigtigste patenter i industrien i deres hænder, en forligsaftale og udvekslede rettigheder til deres teknologier [47] . Takket være afslutningen på patentkrige og krydslicensering af teknologipakken, har chipproducenter været i stand til lovligt at bruge alle tre grundlæggende teknologier: Kilby-integration, Noyce-metallisering, Legovets pn junction isolation. Fairchild og TI modtog en kilde til permanent indkomst ( royalties ) [47] , og Sprague, splittet af konflikter inden for Sprague-familien, undlod at udnytte sin konkurrencefordel og forlod halvledermarkedet [20] .

Kritisk vurdering

I begyndelsen af ​​1960'erne rangerede den amerikanske presse Lehovecs opfindelse på niveau med Noyce, Kilby og Jean Ernie [48] . Derefter blev listen over "fædre til det integrerede kredsløb" reduceret til to navne: Kilby og Noyce [30] , under påvirkning af mængden af ​​information, der stammede fra store virksomheder . Texas Instruments stod bag Kilby, Fairchild og Intel stod bag Noyce . Ernie og Lehovets, der ikke var tilknyttet big business, flyttede ind i skyggerne [30] . I virkelig produktion er pn-junction isolering blevet erstattet af mere avancerede teknologier LOCOS (foreslået i 1970) og ionætsning (RIE, midten af ​​1970'erne) [49] . Klassisk pn-junction isolation (en udvikling af Noyces patent fra 1964) overlevede kun i produktionen af ​​relativt langsomme bipolære transistorkredsløb.

I det professionelle miljø i 1960'erne og 1970'erne var der ingen konsensus om værdien af ​​Lehovecs opfindelse. Sorab Gandhii en autoritativ anmeldelse i 1968 kaldte Lehovec og Ernie patenter "kulminationen" af fremskridt i industrien, grundlaget for halvlederindustrien [50] . Kilby udbredte den modsatte opfattelse [50] . Noyces kammerat Gordon Moore sagde i 1976, at "Legovec er opfinderen af ​​det integrerede kredsløb kun fra patentkontorets synspunkt ... Jeg tror, ​​at ingeniørsamfundet ikke anerkender ham som opfinderen af ​​IC, fordi han gjorde det. intet andet end at ansøge om patent. En succesrig virksomhed har altid mange fædre.” [51]

I Morris' History of the Semiconductor Industry (1990) får Lehovecs patent én sætning (Kilbys to sider) [52] . Anmeldelsesbøger om industriens historie udgivet i 2000'erne (Michael Riordan, Bo Loek, Arjun Saxena , Noyces biograf Leslie Berlin) gav tilbage til Lehovets: "Opfindelserne af Ernie og Lehovets var absolut nødvendige for driften af ​​det opfundne monolitiske skema af Noyce" [53] ; "Uden Ernie, uden Moore, uden Kurt Lehovec fra Sprague, kunne Noyce ikke have fundet på det integrerede kredsløb..." [54] .

Arjun Saxena bemærkede den metodiske svaghed ved Lehovecs patent. Patentet nævner ikke, at ved positive forspændinger (300 mV og derover) bliver pn-forbindelsen fra en isolator til en leder. Derfor er den grundlæggende bestemmelse i patentet om, at "en pn-forbindelse er karakteriseret ved høj modstand" [32] generelt forkert. Lehovets erkendte åbenlyst denne udeladelse først i 1978 [55] [50] . Legovets-kredsløbet var proppet med thyristor PNPN-strukturer, som i virkelig drift ikke kunne andet end føre til, at kredsløbet blev låst i en ubrugelig position [55] . Det er sandsynligvis af denne grund, at Noyce ikke brugte pn-junction isolation i sit arbejde i begyndelsen af ​​1960'erne [55] .

Virker på felteffekttransistorer

I 1966 så Lehovets filmen Four Hundred Blows af François Truffaut for første gang [20] . Det, han så, imponerede ham så meget, at Lehovets til sidst forlod Sprague og flyttede med sin familie til Østrig for anden gang [20] . Da han vendte tilbage til USA, åbnede Lehovets sin egen virksomhed og underviste fra 1973 til 1988 ved University of South Carolina [5] .

I 1970'erne og 1980'erne var Lehovets hovedsageligt engageret i anvendt forskning på MIS-transistorer [5] . Dens hovedkunde var Rockwell International  , på det tidspunkt den førende udvikler af mikrobølgeenheder baseret på galliumarsenid (GaAs) [5] . Udover GaAs studerede Legovets også metal-nitrid-oxid-strukturer (MNOS-transistorer), og i slutningen af ​​sin videnskabelige karriere vendte han tilbage til emnet solceller [5] . Navnet på Legovets (Legovek) er båret af to modeller, der beskriver processer i MIS-strukturer:

Legovek-Slobodsky-modellen [3] (MLS) - det tilsvarende kredsløb til en MIS-transistor i udtømnings- og inversionstilstande - blev udviklet af Legovets og Aleksey Slobodsky , mens de stadig arbejdede på Sprague (publikationer 1961-1964). MLS'en gør det muligt at beregne de fundamentale parametre for en MIS-transistor (for eksempel Debye-længden ) ud fra den instrumentelt målte afhængighed af gate-kanal- kapacitansen af ​​spændingen påført til gate [56] . MLS antager, at overfladetilstandene udelukkende er lokaliseret ved grænsefladen mellem halvlederen og oxidet, mens ladningstætheden ved grænsefladen er konstant. Disse antagelser, som ikke tager højde for fluktuationer af overfladefænomener og inhomogeniteter ved kanalkanten, indsnævrer kurverne for den beregnede (teoretiske) ledningsevne af MIS-strukturen i sammenligning med instrumentelle målinger [57] .

Legowek-Zulig (MLZ) modellen blev udviklet i slutningen af ​​1960'erne med René Zulig  , hoveddesigneren hos McDonnell Douglas og en tidligere Sprague-kollega til Lehovec [5] . MLZ var baseret på tidligere offentliggjort arbejde af Trofimenkov, Turner og Wilson. Zulig og Lehovec forsøgte at forklare den eksperimentelt observerede lineære afhængighed af mætningsstrømmene af silicium MIS transistorer på gatespændingen (den klassiske teori om Shockley forudsagde en kvadratisk afhængighed). MLZ forklarede dette fænomen som en konsekvens af mætning af elektrondriftshastigheden i MIS-transistorens kanal. Zulig og Lehovets lavede en grundlæggende antagelse om, at længden af ​​området af mikrobølgetransistorkanalen, hvor mætning forekommer, er betydeligt mindre end tykkelsen af ​​det epitaksiale lag . Senere forskere beviste imidlertid, at antagelsen var fejlagtig, og MLZ fandt ikke bred anvendelse. [58]

I en alder af halvfjerds forlod Lehovets universitetet og slog sig ned i Los Angeles . Som pensionist var han engageret i beskyttelse og genopbygning af fortidsminder, og blev derefter interesseret i poesi, udgav flere digtsamlinger for egen regning. Lehovets døde i Los Angeles i en alder af 93 [59] .

Større publikationer

Lehovets inkluderede i sin selvbiografi en liste over otte patenter og 115 publikationer i videnskabelige tidsskrifter, hvoraf den sidste er dateret 1990. Værker frem til 1970 dækker næsten hele rækken af ​​kendte halvledere og halvlederenheder, og siden 1970 har de fokuseret på felteffekttransistorer baseret på galliumarsenid [60] . Den mest citerede af disse artikler ifølge Google Scholar i april 2012 (ordnet efter udgivelsesår):

Noter

  1. Studenti pražských univerzit 1882–1945
  2. Nekrolog: Kurt Lehovec
  3. 1 2 Artiklen bruger tjekkisk-russisk praktisk transskription : Lehovec → "Lehovec". I videnskabelige publikationer på russisk bruges stavemåden "Legovek", se for eksempel "modellen af ​​Legovek og Slobodsky" i: Avdeev, N. A. et al. Analyse af frekvensafhængigheden af ​​ledningsevnen af ​​MIS-strukturer under hensyntagen til fluktuationer og tunnelteoretiske modeller  // Fysik og halvlederteknologi. - 2006. - T. 40 , nr. 6 . - S. 711-716 . og i Bormontov, E. N., Lukin,. Undersøgelse af grænsetilstande i MIS-strukturer ved adgangsmetoden  // Journal of technical physics. - 1997. - T. 67 , nr. 10 . - S. 55-59 . .
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Lehovec, Kurt. Synopsis af mit liv  (engelsk)  (ikke tilgængeligt link) . Hentet 18. april 2012. Arkiveret fra originalen 7. december 2012.
  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. Professionelt liv  (engelsk)  (ikke tilgængeligt link) . Hentet 18. april 2012. Arkiveret fra originalen 19. september 2012.
  6. 1 2 3 4 Lojek, 2007 , s. 195.
  7. Lojek, 2007 , s. 195-196.
  8. 1 2 3 4 5 Lojek, 2007 , s. 196.
  9. 1 2 Lojek, 2007 , s. 197.
  10. Lehovec, Kurt. Den fotovoltaiske effekt (engelsk)  // Fysisk gennemgang. - 1948. - Bd. 74. - S. 463-471. (utilgængeligt link)   
  11. Lojek, 2007 , s. 197: "Vi ville ikke tilbyde dem en plads, de skal sidde på gulvet."
  12. Lojek, 2007 , s. 197: "Det tog ikke lang tid for Joe McCarthy at fyre Levin med sine venstreorienterede synspunkter." - Det fremgår ikke af sammenhængen, om vi taler om McCarthy personligt, eller om McCarthy som et kollektivt billede af McCarthyisme ..
  13. Loebner 1976 , s. 679: Losev estimerede korrekt betydningen af ​​koncentrationen og rækkevidden af ​​elektroner, men brugte ikke begrebet hulledningsevne .
  14. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lojek, 2007 , s. 199.
  15. Lehovec, K; Accardo, C.; Jamgochian, E. Injiceret lysemission af siliciumcarbidkrystaller //  Fysisk gennemgang. - 1951. - Bd. 83.—S. 603–607. - doi : 10.1103/PhysRev.83.603 . (utilgængeligt link)   
  16. Loebner 1976 , s. 680.
  17. Holbrook et al., 2003 , s. 49: i den originale Joint Services ..
  18. Lojek, 2007 , s. 198-199.
  19. Rabbit, L. et al. Lavfrekvent polarisering i epitaksiale NaCl-tynde film // Konference om elektrisk isolering og dielektriske fænomener. Årsberetning 1972. - Washington: National Academy of Sciences, 2003. - S. 365 (359-375). — 488 s. — ISBN 9781566773768 .
  20. 1 2 3 4 Lojek, 2007 , s. 207.
  21. For eksempel citeret i: Litzelman, S. et al. Muligheder og udfordringer i materialeudvikling til tyndfilmsfastoxidbrændselsceller  //  Brændselsceller. - 2008. - Bd. 8. - S. 294-302. - doi : 10.1002/fuce.200800034 . .
  22. Lojek, 2007 , s. 199-200.
  23. 1 2 Lojek, 2007 , s. 200.
  24. Lojek, 2007 , s. 200-201.
  25. 12 Holbrook et al, 2003 , s. 49.
  26. Holbrook et al., 2003 , s. 50-51.
  27. 1 2 3 Lojek, 2007 , s. 201.
  28. Craig, A., Last, J. Interview med Jay T. Last (link ikke tilgængeligt) . Stanford University (2007). Hentet 18. april 2012. Arkiveret fra originalen 19. september 2012.   .
  29. Lojek, 2007 , s. 2 henviser til Bernard Olivers patent fra 1952.
  30. 1 2 3 Lojek, 2007 , s. 2.
  31. Lojek, 2007 , s. 191.
  32. 1 2 3 Lehovec, 1959 , s. 2.
  33. Hans skabelse er præsenteret i patent 3029366 som en kendsgerning. Der er ingen uafhængige beviser for dens eksistens.
  34. Lehovec, 1959 , s. 5 (i originalen er alle dimensioner angivet i tusindedele af en tomme).
  35. 1 2 3 Lehovec, 1959 , s. 3.
  36. Lehovec, 1959 , s. 2, 5.
  37. Lojek, 2007 , s. 201-202.
  38. 1 2 3 4 5 Lojek, 2007 , s. 202.
  39. Lojek, 2007 , s. 157-159.
  40. 1 2 3 4 Brock og Lécuyer, 2010 , s. 39.
  41. 12 Berlin , 2005 , s. 104.
  42. "Faktisk var pn-krydset isolation dybest set en tidligere idé af Kurt Lehovec. Jeg var ikke klar over det på det tidspunkt, men når du søger efter patentlitteratur, har han et patent, der læser om det i '58 eller tidligere." Se Interview med Robert Noyce, 1975-1976 . IEEE. Hentet 22. april 2012. Arkiveret fra originalen 19. september 2012.
  43. Lojek, 2007 , s. 203.
  44. 1 2 3 Lojek, 2007 , s. 204.
  45. For en detaljeret beretning om patentkrigen 1960-1966, se Saxena 2009
  46. Lojek, 2007 , s. 205.
  47. 1 2 Brock og Lécuyer, 2010 , s. 161.
  48. Lojek, 2007 , s. en.
  49. Saxena, 2009 , s. 103.
  50. 1 2 3 Lehovec, K. Opfindelse af pn Junction Isolation in Integrated Circuits  //  IEEE-transaktioner på elektronenheder. - 1978. - Bd. ED25. - S. 495-496. (Faksimile gengivet i Saxena 2009, s. 123-125)
  51. "Wolff: Er Lehovec teknisk set en opfinder af IC'en? Moore: Ifølge patentkontoret. Det er en af ​​de vigtige ting, der var behov for. Jeg tror, ​​at i det tekniske samfund, fordi alt, hvad han gjorde, var at indgive en papirpatentansøgning, er han ikke anerkendt som opfinderen. Succes har mange fædre og alle den slags ting." — Interview med Gordon Moore, 4. marts 1976 . IEEE. Hentet 22. april 2012. Arkiveret fra originalen 19. september 2012. .
  52. Morris, PR En historie om verdens halvlederindustri . — Teknologiseriens historie. - IET, 1990. - Vol. 12. - S. 46-47. — 171 sider. — ISBN 9780863412271 .
  53. Saxena, 2009 , s. 96: "Opfindelserne fra både Hoerni og Lehovec var afgørende for at få Noyces opfindelse af den monolitiske IC til at fungere korrekt." En kort gennemgang af publikationer om emnet - ibid., s. 102-103.
  54. Berlin, 2005 , s. 141: "Uden Hoerni, uden Moore, uden Kurt Lehovec i Sprague, ville Noyce aldrig have forestillet sig det integrerede kredsløb, som han gjorde."
  55. 1 2 3 Saxena, 2009 , s. 106.
  56. * Chu, J.; Sher, A. Device Physics of Narrow Gap Semiconductors . - Mikroenheder: Fysik og fremstillingsteknologier. - Springer, 2009. - 506 s. — ISBN 9781441910394 . , Ch. 4.1.1 (e-bog)
  57. Bormontov, E. N., Lukin,. Undersøgelse af grænsetilstande i MIS-strukturer ved adgangsmetoden  // Journal of technical physics. - 1997. - T. 67 , nr. 10 . - S. 55 .
  58. Pucel, R. et al. Signal- og støjegenskaber for galliumarsenid-mikrobølgefelteffekttransistorer // Fremskridt inden for elektronik og elektronfysik / Marton, L. - Academic Press, 1975. - Vol. 38. - S. 200-201. — 281 s. — ISBN 9780120145386 .
  59. Kurt Lehovec. Ingeniørens arbejde førte til integreret kredsløb (nekrolog) . Los Angeles Times (2012-03-90). Hentet 22. april 2012. Arkiveret fra originalen 19. september 2012.
  60. Lehovec, Kurt. Videnskabsside  (engelsk)  (utilgængeligt link) . Hentet 18. april 2012. Arkiveret fra originalen 6. marts 2012.

Kilder