Jean Hoerni (1924-1997)

Der Transistor ist die Basis der Informatik. Ein Schweizer Forscher schuf das wichtigste Verfahren für seine Herstellung. Jean Hoerni wurde am 26. September 1924 in Genf geboren. Er wanderte nach dem Studium in die USA aus und arbeitete ab 1957 für die Firma Fairchild. Dort erfand er die Planartechnik, die die Massenproduktion mikroelektronischer Bauteile ermöglichte.

„Methode zum Schutz von freiliegenden p-n-Übergängen auf der Oberfläche von Silizium-Transistoren durch Maskierungstechniken mit Oxiden“ – so überschrieb der Physiker Jean Hoerni den Text, den er am 1. Dezember 1957 in sein Notizbuch eintrug. Im PDF-Scan belegt er Seite 7 und 8. Hoerni skizzierte einen neuen Flächentransistor, den zweiten Transistor-Typ neben dem 1947 erfundenen Spitzentransistor. Seine Idee führte zu mehreren Patenten und wies den Weg zu integrierten Schaltungen und den Mikrochips, wie wir sie kennen.

Jean Amédée Hoerni wurde vor hundert Jahren, am 26. September 1924, in Genf geboren. Sein Vater Robert Hoerni war Manager einer Bank. Jean studierte Mathematik und erwarb danach zwei Doktortitel in Physik, den ersten in Genf und den zweiten in Cambridge. 1952 emigrierte er in die USA und arbeitete im California Institute of Technology in Pasadena. 1956 schloss sich Hoerni dem Unternehmen des Transistor-Erfinders William Shockley im kalifornischen Mountain View an.

Jean Hoerni um 1960 (Foto Computer History Museum)

Im September 1957 zählte er zu den Treulosen Acht, die gemeinsam kündigten und zwei Kilometer nördlich die Firma Fairchild Semiconductor gründeten. Formal war sie Teil eines Mischkonzerns aus dem Osten der USA. Die Absicht der Kalifornier war die Fertigung von Silizium-Transistoren mit dem Diffusionsverfahren. Dabei wurde das Silizium schichtweise durch Fremdatome verändert oder dotiert, wie die Experten sagen. Das Endprodukt erinnerte an Tafelberge, was zur Bezeichnung Mesa-Transistor führte. Im August 1958 brachte Fairchild als erster Hersteller solche Bauelemente in den Handel.

Am Jahresende stellte sich aber heraus, dass manche Transistoren unregelmäßig arbeiteten oder sogar streikten. Die Ursache waren Staubteilchen und andere Partikel, die sich beim Produktionsprozess bildeten. Nun fiel Jean Hoerni der Eintrag vom 1. Dezember 1957 ein. Er beschrieb einen flachen Transistor – bitte nicht mit dem Flächentransistor verwechseln – ohne Erhebungen, dessen Teile eine ebenso flache Schicht aus Siliziumoxid schützte. Diese ergab sich im Laufe der Fertigung, wurde aber eher als Störfaktor betrachtet und weggeätzt.

Querschnitt durch einen Mesa-Transistor mit unterschiedlich dotierten Silizium-Schichten (Foto cepheiden CC BY-SA 2.0 DE)

Am 14. Januar 1959 verwandelte Hoerni seine Notiz in ein Vorab-Patent, eine Disclosure. Die richtige Anmeldung erfolgte am 1. Mai des Jahres; am Ende erhielt Fairchild zwei Patente mit den Nummern 3.025.589 und 3.064.167. Unser Eingangsbild zeigt einen Ausschnitt aus der Patentgrafik. Man erkennt rechts einen Wafer und daneben Querschnitte durch die Silizium-Schichten. Es gab ebenso die Schweizer Patente CH 384.082 und CH 399.604. Im April 1960 gelangte die Erfindung als Fairchild-Transistor 2N1613 in den Handel.

Im Oktober 1960 stellte Jean Hoerni seine Erfindung auf einer Konferenz in Washington vor. Als Name bürgerte sich die Bezeichnung Planar-Transistor ein. Er war viel zuverlässiger als das Mesa-Modell und verdrängte es rasch. Auf Fotos sah man keinen Unterschied, denn auch der Planar-Transistor saß unter einer Abdeckung. Dieser Artikel von 2007 blickt aber – bitte zu PDF-Seite 5 gehen – unter die Haube. Nahaufnahmen des von Telefunken in Lizenz gefertigten Transistors TFK 2N 1613 finden sich hier.

Darstellung eines Planar-Transistors aus Jean Hoernis Patent

Wohl nach Gesprächen über Jean Hoernis Patentanmeldung kam sein Fairchild-Kollege Robert Noyce am 23. Januar 1959 auf das Konzept der planaren integrierten Schaltung. 1961 brachte Fairchild einfache ICs unter dem Namen Micrologic heraus. Die Erfindung und die Verbreitung der integrierten Schaltung ist jedoch eine verwickelte Geschichte; dasselbe gilt für den Aufstieg der Chip-Industrie zur heutigen Größe. Eine wichtige Rolle spielte dabei die MOSFET-Technik, die nicht von Fairchild, sondern in den Bell-Laboratorien erdacht wurde.

Die Verdienste von Jean Hoerni sind aber unumstritten. Er verließ Fairchild 1961 und suchte sich andere Tätigkeitsfelder. 1967 gründete er die Firma Intersil, die integrierte Schaltungen für Digitaluhren herstellte. Die Schweizer IT-Branche sah er kritisch. Hoerni engagierte sich auch in Entwicklungshilfe-Projekten in Asien. Er war Bergsteiger und Tourengänger alter Schule; für Übernachtungen benutzte er einen mit Zeitungen ausgestopften Schlafsack. Er starb am 12. Januar 1997 in Seattle, seinen Nachlass verwahrt die Stanford University.

Fairchild-Veteranen 1988: Jean Hoerni ist der Vierte von links in der oberen Reihe. Als Zweiten von rechts sehen wir Gordon Moore. In der vorderen Reihe hockt als Zweiter von links Robert Noyce. (Foto Computer History Museum)