Transistor epitaxial adalah pelopor bagi banyak perangkat semikonduktor cararn . Transistor standar menggunakan tiga potong bahan semikonduktor yang disatukan secara langsung. Transistor epitaxial sangat mirip dengan transistor standar, kecuali mereka memiliki lapisan film yang sangat tipis dari bahan semikonduktor murni yang tidak bermuatan yang disimpan di antara bagian transistor untuk mengisolasi mereka dari satu sama lain. Ini sangat meningkatkan kecepatan dan kinerja perangkat.
Transistor Epitaxial adalah cikal bakal banyak teknologi cararn termasuk prosesor komputer.
Transistor standar terdiri dari tiga buah bahan semikonduktor, seperti silikon . Silikon untuk potongan-potongan ini dicampur dengan aditif yang memberi mereka muatan listrik. Untuk transistor tipe NPN, standar industri, dua bagian bermuatan negatif sedangkan yang ketiga bermuatan positif.
Untuk membangun transistor, tiga keping silikon digabungkan bersama, dengan keping bermuatan positif terjepit di antara dua keping bermuatan negatif. Setelah potongan-potongan ini menyatu bersama, pertukaran elektron terjadi di dua tempat di mana potongan-potongan itu bertemu, yang disebut persimpangan. elektron pertukaran terus di persimpangan sampai keseimbangan antara negatif dan muatan positif terpenuhi. Setelah muatan listrik seimbang, kedua daerah ini tidak lagi memiliki muatan sama sekali dan disebut daerah penipisan.
Daerah penipisan dalam transistor menentukan banyak karakteristik operasional perangkat, seperti seberapa cepat perangkat dapat mengubah status, yang disebut switching, dan pada tegangan apa perangkat akan melakukan atau gagal, yang disebut tegangan breakdown atau avalanche. Karena metode menciptakan daerah penipisan pada transistor standar terjadi secara alami, mereka tidak tepat secara optimal dan tidak dapat dikontrol untuk meningkatkan atau mengubah struktur fisiknya, selain mengubah kekuatan muatan yang awalnya ditambahkan ke silikon. Selama bertahun-tahun, transistor germanium memiliki kecepatan switching yang superior jika dibandingkan dengan transistor silikon hanya karena semikonduktor germanium cenderung secara alami membentuk daerah penipisan yang lebih ketat.
Pada tahun 1951, Howard Christensen dan Gordon Teal dari Bell Labs menciptakan teknologi yang sekarang kita sebut deposisi epitaxial. Teknologi ini, seperti namanya, dapat menyimpan film atau lapisan bahan yang sangat tipis pada substrat dari bahan yang sama. Pada tahun 1960, Henry urer memimpin tim Bell yang menyempurnakan penggunaan deposisi epitaxial untuk semikonduktor silikon.
Pendekatan baru untuk konstruksi transistor ini mengubah perangkat semikonduktor selamanya. Alih-alih mengandalkan kecenderungan alami silikon untuk membentuk daerah penipisan transistor, teknologi ini dapat menambahkan lapisan silikon murni yang sangat tipis yang akan bertindak sebagai daerah penipisan. Proses ini memberi desainer kontrol yang tepat atas karakteristik operasional transistor silikon dan, untuk pertama kalinya, transistor silikon hemat biaya menjadi unggul dalam segala hal untuk rekan-rekan germanium mereka.
Dengan proses deposisi epitaxial yang disempurnakan, tim Bell menciptakan transistor epitaxial pertama, yang ditekan perusahaan untuk segera digunakan dalam peralatan switching teleponnya, meningkatkan kecepatan dan keandalan sistem. Terkesan dengan kinerja transistor epitaxial, Fairchild Semiconductors mulai bekerja pada transistor epitaxialnya sendiri, 2N914 yang legendaris. Ini merilis perangkat di pasar pada tahun 1961 dan tetap digunakan secara luas.
Setelah perilisan Fairchild, perusahaan lain, seperti Sylvania, Motorola, dan Texas Instruments, mulai mengerjakan transistor epitaxial mereka sendiri, dan lahirlah Era Silicon elektronik. Karena keberhasilan deposisi epitaxial dalam pembuatan transistor, dan perangkat silikon pada umumnya, para insinyur mencari kegunaan lain untuk teknologi tersebut, dan segera digunakan dengan bahan lain, seperti oksida logam. Keturunan langsung dari transistor epitaxial ada di hampir setiap perangkat elektronik canggih yang dapat dibayangkan: layar datar, CCD kamera digital, telepon seluler, sirkuit terpadu , prosesor komputer, chip memori, sel surya, dan berbagai perangkat lain yang membentuk fondasi dari semua sistem teknologi cararn.