מוליך למחצה הוא חומר שהמוליכות החשמלית שלו בטמפרטורת החדר היא בין זו של מוליך למבודד. כמו חוט נחושת בחיי היומיום, חוט אלומיניום הוא מוליך, וגומי הוא מבודד. מנקודת מבט של מוליכות: מוליך למחצה מתייחס למוליכות הניתנת לשליטה, החל מבודד למוליך.
בימים הראשונים של שבבי מוליכים למחצה, סיליקון לא היה השחקן העיקרי, גרמניום היה זה. הטרנזיסטור הראשון היה טרנזיסטור מבוסס גרמניום והשבב הראשון של המעגל המשולב היה שבב גרמניום.
עם זאת, לגרמניום יש כמה בעיות קשות מאוד, כגון פגמי ממשק רבים במוליכים למחצה, יציבות תרמית ירודה וצפיפות תחמוצות לא מספקת. יתר על כן, גרמניום הוא יסוד נדיר, התכולה שלו בקרום כדור הארץ היא רק 7 חלקים למיליון, וגם התפלגות עפרת הגרמניום מפוזרת מאוד. דווקא בגלל שגרמניום נדיר מאוד, התפלגותו אינה מרוכזת, מה שמביא לעלות גבוהה של חומרי גלם לגרמניום; דברים נדירים, עלויות חומרי הגלם גבוהות, וטרנזיסטורי גרמניום אינם זולים בשום מקום, ולכן טרנזיסטורי גרמניום קשים לייצור המוני.
אז, החוקרים, מוקד המחקר קפץ שלב אחד למעלה, והביטו בסיליקון. ניתן לומר שכל החסרונות המולדים של גרמניום הם היתרונות המולדים של הסיליקון.
1, סיליקון הוא היסוד השני בשכיחותו אחרי חמצן, אך כמעט ולא ניתן למצוא סיליקון בטבע, התרכובות הנפוצות ביותר שלו הן סיליקה וסיליקטים. סיליקה היא אחד המרכיבים העיקריים של חול. בנוסף, פלדספר, גרניט, קוורץ ותרכובות אחרות מבוססות על תרכובות סיליקון-חמצן.
2. היציבות התרמית של הסיליקון טובה, עם תחמוצת צפופה וקבועה דיאלקטרית גבוהה, ניתן בקלות להכין ממשק סיליקון-סיליקון אוקסיד עם מעט פגמי ממשק.
3. תחמוצת הסיליקון אינה מסיסה במים (תחמוצת גרמניום אינה מסיסה במים) ואינה מסיסה ברוב החומצות, וזוהי פשוט טכנולוגיית הדפסת קורוזיה של מעגלים מודפסים. התוצר המשולב הוא תהליך מישורי המעגלים המשולבים שנמשך עד היום.
זמן פרסום: 31 ביולי 2023