نیمهرسانا مادهای است که رسانایی الکتریکی آن در دمای اتاق بین رسانا و عایق است. مانند سیم مسی در زندگی روزمره، سیم آلومینیومی رسانا و لاستیک عایق است. از نقطه نظر رسانایی: نیمهرسانا به رسانایی قابل کنترل اشاره دارد، از عایق تا رسانا.
در روزهای اولیه تراشههای نیمههادی، سیلیکون بازیگر اصلی نبود، بلکه ژرمانیوم بازیگر اصلی بود. اولین ترانزیستور یک ترانزیستور مبتنی بر ژرمانیوم بود و اولین تراشه مدار مجتمع نیز یک تراشه ژرمانیوم بود.
با این حال، ژرمانیوم مشکلات بسیار دشواری دارد، مانند نقصهای زیاد در سطح مشترک نیمهرساناها، پایداری حرارتی ضعیف و چگالی ناکافی اکسیدها. علاوه بر این، ژرمانیوم یک عنصر کمیاب است، محتوای آن در پوسته زمین تنها 7 قسمت در میلیون است و توزیع سنگ معدن ژرمانیوم نیز بسیار پراکنده است. دقیقاً به این دلیل که ژرمانیوم بسیار کمیاب است، توزیع آن متمرکز نیست و در نتیجه هزینه بالای مواد اولیه ژرمانیوم را به همراه دارد. مواد کمیاب هستند، هزینه مواد اولیه بالا است و ترانزیستورهای ژرمانیوم در هیچ کجا ارزان نیستند، بنابراین تولید انبوه ترانزیستورهای ژرمانیوم دشوار است.
بنابراین، محققان، تمرکز مطالعه را یک سطح بالاتر بردند و به سیلیکون پرداختند. میتوان گفت که تمام کاستیهای مادرزادی ژرمانیوم، مزایای مادرزادی سیلیکون هستند.
۱، سیلیکون دومین عنصر فراوان پس از اکسیژن است، اما به سختی میتوانید سیلیکون را در طبیعت پیدا کنید، رایجترین ترکیبات آن سیلیس و سیلیکاتها هستند. سیلیس یکی از اجزای اصلی شن و ماسه است. علاوه بر این، فلدسپات، گرانیت، کوارتز و سایر ترکیبات بر اساس ترکیبات سیلیکون-اکسیژن هستند.
۲. پایداری حرارتی سیلیکون خوب است، با یک اکسید متراکم و با ثابت دیالکتریک بالا، میتوان به راحتی یک سطح مشترک سیلیکون-اکسید سیلیکون با نقصهای کم در سطح مشترک ایجاد کرد.
۳. اکسید سیلیکون در آب نامحلول است (اکسید ژرمانیوم در آب نامحلول است) و در اکثر اسیدها نامحلول است، که به سادگی فناوری چاپ خوردگی بردهای مدار چاپی است. محصول ترکیبی، فرآیند مسطح مدار مجتمع است که تا به امروز ادامه دارد.
زمان ارسال: ۳۱ ژوئیه ۲۰۲۳