Mengapa Silikon sebagai chip semikonduktor?

Semikonduktor adalah bahan yang konduktivitas listriknya pada suhu kamar berada di antara konduktor dan isolator. Seperti kawat tembaga dalam kehidupan sehari-hari, kawat aluminium adalah konduktor, dan karet adalah isolator. Dari sudut pandang konduktivitas: semikonduktor mengacu pada konduktivitas yang dapat dikontrol, mulai dari isolator hingga konduktor.

Pada awal mula chip semikonduktor, silikon bukanlah pemain utama, melainkan germanium. Transistor pertama adalah transistor berbasis germanium dan chip sirkuit terpadu pertama adalah chip germanium.

Akan tetapi, germanium memiliki beberapa masalah yang sangat sulit, seperti banyaknya cacat antarmuka pada semikonduktor, stabilitas termal yang buruk, dan kepadatan oksida yang tidak mencukupi. Selain itu, germanium merupakan unsur yang langka, kandungannya di kerak bumi hanya 7 bagian per juta, dan distribusi bijih germanium juga sangat tersebar. Justru karena germanium sangat langka, distribusinya tidak terkonsentrasi, sehingga mengakibatkan tingginya biaya bahan baku germanium; Barang langka, biaya bahan baku tinggi, dan transistor germanium tidak murah di mana pun, sehingga transistor germanium sulit diproduksi secara massal.

Jadi, para peneliti, fokus penelitiannya naik satu tingkat, yaitu pada silikon. Dapat dikatakan bahwa semua kekurangan bawaan germanium adalah kelebihan bawaan silikon.

1. Silikon merupakan unsur paling melimpah kedua setelah oksigen, tetapi silikon hampir tidak dapat ditemukan di alam. Senyawa yang paling umum adalah silika dan silikat. Silika merupakan salah satu komponen utama pasir. Selain itu, feldspar, granit, kuarsa, dan senyawa lainnya didasarkan pada senyawa silikon-oksigen.

2. Stabilitas termal silikon baik, dengan oksida padat dan konstanta dielektrik tinggi, dapat dengan mudah menyiapkan antarmuka silikon-silikon oksida dengan sedikit cacat antarmuka.

3. Silikon oksida tidak larut dalam air (germanium oksida tidak larut dalam air) dan tidak larut dalam sebagian besar asam, yang merupakan teknologi pencetakan korosi pada papan sirkuit tercetak. Produk gabungannya adalah proses planar sirkuit terpadu yang berlanjut hingga saat ini.