電的旅程 ( 186 )

「第十四章：電子工業起步」

        ＜矽晶登台 ( 1 )＞

        1954年有兩項重要的技術革新，使得電晶體生產成本大幅降低，同時擴大了應用範圍。

第一項是貝爾實驗室發展了一種高溫氣態「雜質擴散」（impurity diffusion）技術，可很精確的把硼及磷原子擴散到純淨的鍺晶片中去，製成大面積、高性能的p-n接面。

        隨著技術的進步，更可用兩步式的擴散技術生產接面電晶體。拉單晶生產接面電晶體時，每一根拉出來的單晶鍺柱中只能有一個p-n-p接面，所以成本很高。但如果把一根純淨的鍺柱橫切成很多片晶圓，再用擴散技術以及「光刻」（photolithography）及酸蝕技術，在每一片單晶鍺片上可製造出大量的電晶體，這個方法可以把成本降低數百倍，生產出來的電晶體性能也更均勻。擴散及光刻技術，很快就應用到電晶體生產線上去了。貝爾實驗室資深研究員皮爾森（Gerald Pearson）和他的團隊還發展了用在矽晶片上的擴散技術，製成了大面積的單晶矽太陽電池，能量轉換率在1954年就超過了6%，開啟了太陽能發電時代。

        1954年電晶體技術的另一個巨大突破，和貝爾實驗室只有間接關連。……(待續)