أشباه الموصلات هي مواد تتراوح موصليتها الكهربائية في درجة حرارة الغرفة بين موصلية الموصل والعازل. وكما هو الحال في الأسلاك النحاسية، يُعد سلك الألومنيوم موصلًا، والمطاط عازلًا. من منظور الموصلية: تشير شبه الموصلات إلى مواد قابلة للتحكم في الموصلية، تتراوح بين العازل والموصل.
في بدايات رقائق أشباه الموصلات، لم يكن السيليكون العنصر الرئيسي، بل الجرمانيوم. صُنع أول ترانزستور من الجرمانيوم، وكانت أول رقاقة دائرة متكاملة من الجرمانيوم.
ومع ذلك، يواجه الجرمانيوم بعض المشاكل الصعبة للغاية، مثل عيوب واجهة أشباه الموصلات العديدة، وضعف الاستقرار الحراري، وقلة كثافة الأكاسيد. علاوة على ذلك، يُعد الجرمانيوم عنصرًا نادرًا، حيث لا تتجاوز نسبته في قشرة الأرض 7 أجزاء في المليون، كما أن توزيع خام الجرمانيوم متشتت للغاية. ويرجع ذلك تحديدًا إلى ندرة الجرمانيوم الشديدة، وعدم تركيز توزيعه، مما يؤدي إلى ارتفاع تكلفة المواد الخام للجرمانيوم؛ فندرته وتكاليفه مرتفعة، وترانزستوراته باهظة الثمن، لذا يصعب إنتاجها بكميات كبيرة.
لذا، ارتقى الباحثون بمحور دراستهم إلى مستوى أعلى، مُركزين على السيليكون. ويمكن القول إن جميع عيوب الجرمانيوم الخلقية هي مزايا فطرية للسيليكون.
يُعد السيليكون ثاني أكثر العناصر وفرةً بعد الأكسجين، ولكنه نادر الوجود في الطبيعة، وأكثر مركباته شيوعًا هي السيليكا والسيليكات. يُعد السيليكا أحد المكونات الرئيسية للرمل. بالإضافة إلى ذلك، يعتمد الفلسبار والجرانيت والكوارتز ومركبات أخرى على مركبات السيليكون والأكسجين.
2. الاستقرار الحراري للسيليكون جيد، مع أكسيد كثيف وثابت عازل عالي، يمكن بسهولة إعداد واجهة أكسيد السيليكون-السيليكون مع عيوب واجهة قليلة.
٣. أكسيد السيليكون غير قابل للذوبان في الماء (أكسيد الجرمانيوم غير قابل للذوبان في الماء) وغير قابل للذوبان في معظم الأحماض، وهي ببساطة تقنية طباعة التآكل في لوحات الدوائر المطبوعة. المنتج المُركّب هو عملية الدوائر المتكاملة المستوية التي لا تزال مستمرة حتى يومنا هذا.
وقت النشر: 31 يوليو 2023