Półprzewodnik to materiał, którego przewodność elektryczna w temperaturze pokojowej mieści się pomiędzy przewodem a izolatorem. Podobnie jak drut miedziany w życiu codziennym, drut aluminiowy jest przewodnikiem, a guma jest izolatorem. Z punktu widzenia przewodności: półprzewodnik oznacza kontrolowaną przewodność, od izolatora do przewodnika.
W początkach chipów półprzewodnikowych głównym czynnikiem nie był krzem, lecz german. Pierwszym tranzystorem był tranzystor na bazie germanu, a pierwszym układem scalonym był chip germanowy.
Jednakże german ma kilka bardzo trudnych problemów, takich jak wiele defektów na granicy faz w półprzewodnikach, słaba stabilność termiczna i niewystarczająca gęstość tlenków. Ponadto german jest pierwiastkiem rzadkim, jego zawartość w skorupie ziemskiej wynosi zaledwie 7 części na milion, a rozmieszczenie rudy germanu jest również bardzo rozproszone. Dzieje się tak właśnie dlatego, że german jest bardzo rzadki, dystrybucja nie jest skoncentrowana, co skutkuje wysokimi kosztami surowców germanowych; Rzeczy zdarzają się rzadko, koszty surowców są wysokie, a tranzystory germanowe nie są nigdzie tanie, więc tranzystory germanowe są trudne do masowej produkcji.
Dlatego naukowcy skupili się na krzemie i skupili się na jednym poziomie w badaniu. Można powiedzieć, że wszystkie wrodzone wady germanu są wrodzonymi zaletami krzemu.
1, krzem jest drugim po tlenie najpowszechniejszym pierwiastkiem, ale krzemu prawie nie można znaleźć w przyrodzie, jego najczęstszymi związkami są krzemionka i krzemiany. Krzemionka jest jednym z głównych składników piasku. Ponadto skaleń, granit, kwarc i inne związki oparte są na związkach krzemowo-tlenowych.
2. Stabilność termiczna krzemu jest dobra, z gęstym tlenkiem o wysokiej stałej dielektrycznej, można z łatwością przygotować interfejs krzem-tlenek krzemu z kilkoma defektami na granicy faz.
3. Tlenek krzemu jest nierozpuszczalny w wodzie (tlenek germanu jest nierozpuszczalny w wodzie) i nierozpuszczalny w większości kwasów, co jest po prostu technologią drukowania korozyjnego na płytkach drukowanych. Połączonym produktem jest planarny proces układu scalonego, który trwa do dziś.
Czas publikacji: 31 lipca 2023 r