Tại sao Silicon được dùng làm chip bán dẫn?

Chất bán dẫn là vật liệu có độ dẫn điện ở nhiệt độ phòng nằm giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Giống như dây đồng trong cuộc sống hàng ngày, dây nhôm là chất dẫn điện, còn cao su là chất cách điện. Từ quan điểm về độ dẫn điện: chất bán dẫn đề cập đến chất dẫn điện có thể kiểm soát được, từ chất cách điện đến chất dẫn điện.

chất bán dẫn-2

Trong những ngày đầu của chip bán dẫn, silicon không phải là thành phần chính mà là germanium. Bóng bán dẫn đầu tiên là bóng bán dẫn dựa trên germanium và chip mạch tích hợp đầu tiên là chip germanium.

Tuy nhiên, germanium có một số vấn đề rất khó khăn, chẳng hạn như nhiều khiếm khuyết bề mặt trong chất bán dẫn, độ ổn định nhiệt kém và mật độ oxit không đủ. Hơn nữa, germanium là một nguyên tố hiếm, hàm lượng trong vỏ Trái đất chỉ là 7 phần triệu và sự phân bố quặng germanium cũng rất phân tán. Chính vì germanium rất hiếm nên sự phân bố không tập trung, dẫn đến giá nguyên liệu germanium cao; Hàng hiếm, giá nguyên liệu cao, bóng bán dẫn germanium không rẻ ở đâu nên bóng bán dẫn germanium khó sản xuất hàng loạt.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu, trọng tâm của nghiên cứu đã tăng lên một cấp độ, nhìn vào silicon. Có thể nói, tất cả những khuyết điểm bẩm sinh của germanium đều là những ưu điểm bẩm sinh của silicon.

1, silicon là nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxy, nhưng bạn khó có thể tìm thấy silicon trong tự nhiên, các hợp chất phổ biến nhất của nó là silica và silicat. Silica là một trong những thành phần chính của cát. Ngoài ra, fenspat, đá granit, thạch anh và các hợp chất khác đều dựa trên hợp chất silicon-oxy.

2. Độ ổn định nhiệt của silicon là tốt, với oxit hằng số điện môi cao, dày đặc, có thể dễ dàng chuẩn bị giao diện oxit silicon-silic với ít khiếm khuyết giao diện.

3. Oxit silic không tan trong nước (oxit germanium không tan trong nước) và không tan trong hầu hết các axit, đơn giản là công nghệ in ăn mòn của bảng mạch in. Sản phẩm kết hợp là quy trình phẳng mạch tích hợp vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.


Thời gian đăng: 31-07-2023
Trò chuyện trực tuyến WhatsApp!