Полупроводник — это материал, электропроводность которого при комнатной температуре находится между проводимостью проводника и изолятора. Как и медная проволока в быту, алюминиевая проволока является проводником, а резина – изолятором. С точки зрения проводимости: полупроводник относится к контролируемой проводимости, от изолятора до проводника.
На заре полупроводниковых чипов основным игроком был не кремний, а германий. Первый транзистор был транзистором на основе германия, а первая микросхема интегральной схемы была германиевым чипом.
Однако у германия есть ряд очень сложных проблем, таких как множество дефектов интерфейса в полупроводниках, плохая термическая стабильность и недостаточная плотность оксидов. При этом германий — элемент редкий, его содержание в земной коре составляет всего 7 частей на миллион, а распространение германиевых руд также весьма рассредоточено. Именно потому, что германий очень редок, распространение неконцентрировано, что приводит к высокой стоимости германиевого сырья; Вещи редки, стоимость сырья высока, а германиевые транзисторы нигде не дешевы, поэтому германиевые транзисторы сложно производить массово.
Итак, исследователи, фокус исследования подскочил на один уровень, взглянув на кремний. Можно сказать, что все врожденные недостатки германия являются врожденными достоинствами кремния.
1, кремний — второй по распространенности элемент после кислорода, но кремний практически не встречается в природе, наиболее распространенными его соединениями являются кремнезем и силикаты. Кремнезем является одним из основных компонентов песка. Кроме того, на основе кремний-кислородных соединений созданы полевые шпаты, граниты, кварц и другие соединения.
2. Термическая стабильность кремния хорошая, с плотным оксидом с высокой диэлектрической постоянной, можно легко приготовить интерфейс кремний-оксид кремния с небольшим количеством дефектов интерфейса.
3. Оксид кремния нерастворим в воде (оксид германия нерастворим в воде) и нерастворим в большинстве кислот, что является просто технологией коррозионной печати печатных плат. Комбинированный продукт представляет собой планарный процесс интегральной схемы, который продолжается и по сей день.
Время публикации: 31 июля 2023 г.