Полупроводникът е материал, чиято електрическа проводимост при стайна температура е между тази на проводник и изолатор. Подобно на медната тел в ежедневието, алуминиевата тел е проводник, а гумата е изолатор. От гледна точка на проводимостта: полупроводникът се отнася до контролируема проводимост, варираща от изолатор до проводник.
В ранните дни на полупроводниковите чипове, силицийът не е бил основният играч, а германийът. Първият транзистор е бил базиран на германий, а първият интегрален чип е бил германиев.
Германийът обаче има някои много трудни проблеми, като например много дефекти на интерфейса в полупроводниците, лоша термична стабилност и недостатъчна плътност на оксидите. Освен това, германийът е рядък елемент, съдържанието му в земната кора е само 7 части на милион, а разпространението на германиевата руда също е много разпръснато. Именно защото германият е много рядък, разпространението му не е концентрирано, което води до висока цена на германиевите суровини; нещата са рядкост, разходите за суровини са високи, а германиевите транзистори не са евтини никъде, така че германиевите транзистори са трудни за масово производство.
Така че, изследователите, фокусът на изследването се насочи едно ниво по-нагоре, разглеждайки силиция. Може да се каже, че всички вродени недостатъци на германия са вродени предимства на силиция.
1, силицийът е вторият най-разпространен елемент след кислорода, но силиций почти не се среща в природата, най-разпространените му съединения са силициев диоксид и силикати. Силициевият диоксид е един от основните компоненти на пясъка. Освен това, фелдшпатът, гранитът, кварцът и други съединения са базирани на силициево-кислородни съединения.
2. Термичната стабилност на силиция е добра, с плътен оксид с висока диелектрична константа, може лесно да се получи интерфейс силиций-силициев оксид с малко дефекти на интерфейса.
3. Силициевият оксид е неразтворим във вода (германиевият оксид е неразтворим във вода) и неразтворим в повечето киселини, което е просто технологията за корозионен печат на печатни платки. Комбинираният продукт е планарният процес на интегрална схема, който продължава и до днес.
Време на публикуване: 31 юли 2023 г.