ทรานซิสเตอร์ epitaxial เป็นเครื่องนำทางสำหรับอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ทันสมัย ทรานซิสเตอร์มาตรฐานใช้วัสดุเซมิคอนดักเตอร์สามชิ้นผสมเข้าด้วยกันโดยตรง ทรานซิสเตอร์แบบ Epitaxial นั้นเหมือนกับทรานซิสเตอร์มาตรฐานยกเว้นว่าพวกมันจะมีชั้นฟิล์มบาง ๆ ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่บริสุทธิ์และไม่มีประจุซึ่งวางอยู่ระหว่างส่วนของทรานซิสเตอร์เพื่อป้องกันพวกมันจากกัน สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงความเร็วและประสิทธิภาพของอุปกรณ์อย่างมาก
ทรานซิสเตอร์มาตรฐานประกอบด้วยวัสดุกึ่งตัวนำสามชนิดเช่นซิลิกอน ซิลิคอนสำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้ผสมกับสารเติมแต่งที่ให้ประจุไฟฟ้าแก่พวกเขา สำหรับทรานซิสเตอร์ชนิด NPN ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมชิ้นส่วนสองชิ้นจะถูกประจุลบในขณะที่ประจุตัวที่สามจะถูกประจุบวก
ในการสร้างทรานซิสเตอร์ซิลิคอนทั้งสามชิ้นจะถูกหลอมรวมเข้าด้วยกันโดยชิ้นที่มีประจุบวกจะถูกประกบอยู่ระหว่างชิ้นที่มีประจุลบ เมื่อชิ้นส่วนเหล่านี้ถูกหลอมรวมเข้าด้วยกันการแลกเปลี่ยนอิเลคตรอนจะเกิดขึ้นในสองแห่งที่ชิ้นส่วนมาบรรจบกันเรียกว่ารอยต่อ การแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนดำเนินต่อไปในรอยต่อจนกระทั่งเกิดความสมดุลระหว่างประจุลบและประจุบวก การมีประจุไฟฟ้าที่สมดุลทำให้ทั้งสองพื้นที่ไม่มีประจุใด ๆ อีกต่อไปและถูกเรียกว่าภูมิภาคพร่อง
พื้นที่พร่องในทรานซิสเตอร์เป็นตัวกำหนดลักษณะการทำงานของอุปกรณ์หลายอย่างเช่นความเร็วในการเปลี่ยนสถานะเรียกว่าการสลับและแรงดันไฟฟ้าที่อุปกรณ์จะดำเนินการหรือล้มเหลวเรียกว่าแรงดันพังทลายหรือหิมะถล่ม เนื่องจากวิธีการสร้างพื้นที่พร่องในทรานซิสเตอร์มาตรฐานเกิดขึ้นตามธรรมชาติจึงไม่แม่นยำอย่างเหมาะสมและไม่สามารถควบคุมเพื่อปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางกายภาพของพวกเขาได้นอกเหนือจากการเปลี่ยนความแข็งแกร่งของประจุที่เพิ่มเข้าไปในซิลิคอนในตอนแรก เป็นเวลาหลายปีมาแล้วที่เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์มีความเร็วในการเปลี่ยนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับซิลิกอนทรานซิสเตอร์เพียงเพราะเซมิคอนดักเตอร์เจอร์เมเนียมมีแนวโน้มที่จะเกิดการพร่องพื้นที่ที่ค่อนข้างแน่น
ในปี 1951 Howard Christensen และ Gordon Teal แห่ง Bell Labs ได้สร้างเทคโนโลยีที่เราเรียกว่าการสะสมแบบ epitaxial เทคโนโลยีนี้ตามชื่อแนะนำสามารถฝากฟิล์มบาง ๆ หรือชั้นของวัสดุบนพื้นผิวของวัสดุที่เหมือนกัน ในปี 1960 Henry Theurer นำทีม Bell ซึ่งใช้การสะสมแบบ epitaxial อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับสารกึ่งตัวนำซิลิกอน
วิธีการใหม่นี้ในการสร้างทรานซิสเตอร์เปลี่ยนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ตลอดไป แทนที่จะอาศัยแนวโน้มตามธรรมชาติของซิลิกอนเพื่อสร้างพื้นที่พร่องของทรานซิสเตอร์เทคโนโลยีสามารถเพิ่มชั้นซิลิกอนบริสุทธิ์ที่ไม่มีประจุซึ่งมีชั้นบาง ๆ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นพื้นที่พร่อง กระบวนการนี้ทำให้นักออกแบบสามารถควบคุมลักษณะการดำเนินงานของทรานซิสเตอร์ซิลิคอนได้อย่างแม่นยำและเป็นครั้งแรกที่ทรานซิสเตอร์ซิลิคอนที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่าเหนือกว่าในทุก ๆ ด้านที่เกี่ยวกับเจอร์เมเนียม
ด้วยกระบวนการการสะสมแบบ epitaxial ที่สมบูรณ์แบบทีมงานของ Bell ได้สร้างทรานซิสเตอร์ epitaxial ตัวแรกซึ่ง บริษัท ได้ให้บริการทันทีในอุปกรณ์สวิตช์โทรศัพท์การปรับปรุงทั้งความเร็วและความน่าเชื่อถือของระบบ ประทับใจกับประสิทธิภาพของทรานซิสเตอร์ epitaxial Fairchild Semiconductors เริ่มทำงานกับทรานซิสเตอร์ epitaxial ของตัวเองในตำนาน 2N914 มันเปิดตัวอุปกรณ์ในตลาดในปี 1961 และยังคงใช้งานได้อย่างกว้างขวาง
หลังจากการเปิดตัวของ Fairchild บริษัท อื่น ๆ เช่น Sylvania, Motorola, และ Texas Instruments เริ่มทำงานด้วยทรานซิสเตอร์ epitaxial ของพวกเขาเองและเกิดยุคซิลิคอนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากความสำเร็จของการสะสม epitaxial ในการสร้างทรานซิสเตอร์และอุปกรณ์ซิลิกอนโดยทั่วไปวิศวกรจึงหาวิธีการใช้งานอื่น ๆ สำหรับเทคโนโลยีและในไม่ช้ามันก็ถูกนำไปใช้กับวัสดุอื่น ๆ เช่นออกไซด์ของโลหะ ทายาทสายตรงของทรานซิสเตอร์ epitaxial มีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงเกือบทุกอย่างเท่าที่จะเป็นไปได้: หน้าจอแบน, CCD กล้องดิจิตอล, โทรศัพท์มือถือ, วงจรรวม, โปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์, ชิปหน่วยความจำ, โซลาร์เซลล์และอุปกรณ์อื่น ๆ มากมาย ระบบเทคโนโลยีที่ทันสมัย
