Un semiconduttore è un materiale la cui conduttività elettrica a temperatura ambiente è compresa tra quella di un conduttore e quella di un isolante. Come il filo di rame nella vita di tutti i giorni, il filo di alluminio è un conduttore e la gomma è un isolante. Dal punto di vista della conduttività: il termine semiconduttore si riferisce a una conduttività controllabile, che va da isolante a conduttore.
Agli albori dei chip semiconduttori, il silicio non era il protagonista, bensì il germanio. Il primo transistor era un transistor al germanio e il primo chip a circuito integrato era un chip al germanio.
Tuttavia, il germanio presenta alcuni problemi molto complessi, come numerosi difetti di interfaccia nei semiconduttori, scarsa stabilità termica e insufficiente densità degli ossidi. Inoltre, il germanio è un elemento raro: la sua presenza nella crosta terrestre è di sole 7 parti per milione e la distribuzione del minerale di germanio è anch'essa molto dispersa. Proprio perché il germanio è molto raro, la sua distribuzione non è concentrata, con conseguente elevato costo delle materie prime di germanio; la rarità, i costi delle materie prime sono elevati e i transistor al germanio non sono economici ovunque, quindi i transistor al germanio sono difficili da produrre in serie.
Quindi, i ricercatori hanno spostato l'attenzione dello studio al livello successivo, concentrandosi sul silicio. Si può affermare che tutti i difetti congeniti del germanio siano i vantaggi congeniti del silicio.
1. Il silicio è il secondo elemento più abbondante dopo l'ossigeno, ma è difficile trovarlo in natura; i suoi composti più comuni sono la silice e i silicati. La silice è uno dei componenti principali della sabbia. Inoltre, feldspato, granito, quarzo e altri composti sono a base di composti silicio-ossigeno.
2. La stabilità termica del silicio è buona, con un ossido denso e con elevata costante dielettrica, è possibile preparare facilmente un'interfaccia silicio-ossido di silicio con pochi difetti di interfaccia.
3. L'ossido di silicio è insolubile in acqua (l'ossido di germanio è insolubile in acqua) e insolubile nella maggior parte degli acidi, il che è semplicemente dovuto alla tecnologia di stampaggio a corrosione dei circuiti stampati. Il prodotto combinato è il processo planare dei circuiti integrati che continua ancora oggi.
Data di pubblicazione: 31/07/2023