أشباه الموصلات هي مادة تكون موصليتها الكهربائية في درجة حرارة الغرفة بين الموصل والعازل. مثل الأسلاك النحاسية في الحياة اليومية، سلك الألومنيوم موصل، والمطاط عازل. من وجهة نظر الموصلية: تشير أشباه الموصلات إلى موصلية يمكن التحكم فيها، وتتراوح من عازل إلى موصل.
في الأيام الأولى لرقائق أشباه الموصلات، لم يكن السيليكون هو اللاعب الرئيسي، بل كان الجرمانيوم. كان الترانزستور الأول عبارة عن ترانزستور يعتمد على الجرمانيوم وكانت أول شريحة دائرة متكاملة عبارة عن شريحة الجرمانيوم.
ومع ذلك، فإن الجرمانيوم لديه بعض المشاكل الصعبة للغاية، مثل العديد من عيوب الواجهة في أشباه الموصلات، وضعف الاستقرار الحراري، وعدم كفاية كثافة الأكاسيد. علاوة على ذلك، يعد الجرمانيوم عنصرًا نادرًا، ويبلغ المحتوى الموجود في القشرة الأرضية 7 أجزاء فقط في المليون، كما أن توزيع خام الجرمانيوم متناثر جدًا. وهذا على وجه التحديد لأن الجرمانيوم نادر جدًا، والتوزيع غير مركّز، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة المواد الخام الجرمانيوم؛ الأشياء نادرة، وتكاليف المواد الخام مرتفعة، وترانزستورات الجرمانيوم ليست رخيصة في أي مكان، لذلك يصعب إنتاج ترانزستورات الجرمانيوم بكميات كبيرة.
لذلك، قفز تركيز الباحثين في الدراسة إلى مستوى واحد، حيث ركزوا على السيليكون. ويمكن القول أن كل العيوب الخلقية للجرمانيوم هي المزايا الخلقية للسيليكون.
1، يعد السيليكون ثاني أكثر العناصر وفرة بعد الأكسجين، ولكن من الصعب العثور على السيليكون في الطبيعة، ومركباته الأكثر شيوعًا هي السيليكا والسيليكات. السيليكا هي أحد المكونات الرئيسية للرمل. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد الفلسبار والجرانيت والكوارتز وغيرها من المركبات على مركبات الأكسجين السيليكون.
2. الاستقرار الحراري للسيليكون جيد، مع أكسيد ثابت كثيف وعازل كهربائي، يمكن بسهولة إعداد واجهة أكسيد السيليكون مع عيوب قليلة في الواجهة.
3. أكسيد السيليكون غير قابل للذوبان في الماء (أكسيد الجرمانيوم غير قابل للذوبان في الماء) وغير قابل للذوبان في معظم الأحماض، وهو ببساطة تكنولوجيا الطباعة المسببة للتآكل في لوحات الدوائر المطبوعة. المنتج المدمج هو عملية مستو الدائرة المتكاملة التي تستمر حتى يومنا هذا.
وقت النشر: 31 يوليو 2023