Donald Lee Klein (nacido el 19 de diciembre de 1930) es un inventor y químico estadounidense , más conocido por inventar el proceso para fabricar el transistor MOSFET de puerta autoalineada junto con Robert E. Kerwin y John C. Sarace en 1967 en Bell Labs . [1]
En 1994, junto con Kerwin y Sarace, Klein recibió el premio IEEE Jack A. Morton (rebautizado en 2000 como Premio IEEE Andrew S. Grove ) "Por su trabajo pionero y la patente básica sobre el proceso de puerta de silicio autoalineada, un elemento clave en la fabricación de circuitos integrados a muy gran escala ". [2]
Ese mismo año, Klein, Kerwin y Sarace fueron declarados "Inventores del Año" por el Salón de la Fama de los Inventores de Nueva Jersey . [3]
Klein nació en Brooklyn, Nueva York, de Kalman Klein, un judío húngaro que emigró a los Estados Unidos a los 16 años, y Emily Vogel, una judía austrohúngara nacida en Estados Unidos.
El hermano de Donald, Herbert, que era 7 años mayor, fue radioaficionado desde muy joven. Sirvió en la Segunda Guerra Mundial como operador de radio en un barco de la Armada .
Para el cumpleaños número 13 de Donald, Herbert le regaló su primer juego de química (que obtuvo a través de sus estudios de Ingeniería Eléctrica ).
Klein comenzó a experimentar con los productos químicos, mientras recolectaba más de miembros de su familia y compraba los suyos propios. Finalmente construyó su propio laboratorio en el sótano de sus padres.
Después de la secundaria, Donald siguió los pasos de su hermano y se convirtió en un radioaficionado autorizado.
En 1945, Klein asistió a la Brooklyn Technical High School , donde tomó muchos cursos de química, incluidos análisis inorgánicos , cualitativos y cuantitativos , química orgánica , química física e ingeniería química . [4]
Después de la secundaria, Klein asistió al Instituto Politécnico de Brooklyn (ahora Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York ). Después de debatir brevemente entre metalurgia y química inorgánica , Klein decidió especializarse en química inorgánica. Deseoso de combinar sus pasiones por la química y la electrónica, Klein decidió investigar la titulación por radiofrecuencia para su tesis universitaria, un campo nuevo en ese momento.
Después de graduarse, Klein comenzó a trabajar en Sylvania Electric Products Inc. en Boston, Massachusetts para mantener a su nueva familia (se casó una semana después de graduarse). Klein disfrutó de su estancia en Sylvania, donde pudo combinar sus pasiones por la electrónica y la química, trabajando en electrónica de estado sólido . Durante su estancia en Sylvania, Klein escribió numerosos artículos para QST sobre aplicaciones de dispositivos semiconductores .
Después de dos años en Sylvania (a lo que Klein se refiere como su "educación de posgrado"), Klein decidió obtener un título de posgrado en la Universidad de Connecticut trabajando con el Dr. Roland Ward, a quien había conocido durante sus estudios universitarios. Ward, a menudo considerado el padre de la química del estado sólido, [5] se había trasladado del Instituto Politécnico de Brooklyn a la Universidad de Connecticut. La investigación de Klein con Ward, que se centró en la fotoquímica, se publicó en el Journal of the American Chemical Society . [6]
En 1958, Klein se graduó en la Universidad de Connecticut con un doctorado en química inorgánica.
En 1958, el Dr. Ward le presentó a Klein a un cazatalentos de Bell Labs que estaba ansioso por reclutar a Klein. Klein se unió a Bell Labs en noviembre de 1958. Aunque originalmente fue contratado para unirse al departamento de investigación química, Klein comenzó a trabajar en el departamento de desarrollo químico, donde trabajó en el desarrollo de semiconductores.
Klein estaba encantado de trabajar con algunos de los químicos más brillantes del mundo. Como dijo Klein durante una entrevista con la Chemical Heritage Foundation: "Había más expertos bajo ese techo en Murray Hill que en cualquier universidad en la que haya estado o en la que haya estado desde entonces. Siempre se podía encontrar un experto en cada único campo que puedas imaginar." [7] Klein se refirió a su tiempo en Bell Labs como "la mejor educación de posgrado que he tenido".
Junto con sus colegas, Klein trabajó para desarrollar técnicas de grabado y formas de prevenir la contaminación en el proceso de producción de semiconductores.
En febrero de 1966, Willard Boyle , un directivo de alto nivel de los Laboratorios Bell, planteó un problema a Klein. En aquel momento, el proceso de producción de circuitos integrados requería 6 o 7 pasos, cada uno con una tasa de rendimiento inferior al 90%, lo que daba como resultado tasas de rendimiento inaceptablemente bajas. Lo que se deseaba era un proceso que pudiera funcionar o no, es decir, un proceso en el que se pudiera eliminar un lote completo de obleas en las primeras etapas del proceso de producción. Después de su conversación con el Dr. Boyle, Klein dirigió una sesión de intercambio de ideas con varios otros científicos de Bell para diseñar un mejor proceso para construir dispositivos FET . De esa reunión surgió la idea de utilizar una capa de silicio policristalino fuertemente dopada como puerta de un FET. La puerta debía estar sostenida sobre capas duales de nitruro de silicio y dióxido de silicio que sirvieran como aislante de la puerta . Utilizando el FET como modelo para circuitos integrados, fabricaron y caracterizaron cientos de dispositivos FET de alto rendimiento que presentaban tolerancias eléctricas estrechas. [8]
Klein y su grupo publicaron numerosos artículos sobre esta nueva tecnología y también patentaron el proceso. [9]
Klein permaneció en Bell Labs hasta 1967, cuando se unió a IBM . Antes de unirse a IBM, se llegó a un acuerdo entre Bell Labs e IBM según el cual a Klein no se le permitiría trabajar íntimamente en los problemas en los que había estado trabajando en Bell Labs, al menos durante un período de tiempo.
Al no poder trabajar directamente en la tecnología MOSFET, se le pidió a Klein que creara un grupo para avanzar en la tecnología de la litografía . Más específicamente, el grupo de Klein trabajó en el desarrollo de nuevas tecnologías fotorresistentes .
Mientras estuvo en IBM, Klein trabajó como ingeniero senior, gerente y consultor de personal técnico. [10]
En 1987, Klein se retiró de IBM y comenzó a enseñar química en el departamento de ciencias físicas del Dutchess Community College en su ciudad natal , Poughkeepsie, Nueva York .
En 1952, Klein se casó con Ruth Kintzburger (también química y radioaficionado), una amiga de la infancia de Brooklyn. Juntos tuvieron 6 hijos y 21 nietos.