अर्धवाहक हा एक असा पदार्थ आहे, ज्याची सामान्य तापमानातील विद्युत वाहकता ही सुवाहक आणि विसंवाहक यांच्या दरम्यान असते. जसे दैनंदिन जीवनात तांब्याची तार सुवाहक असते आणि रबर विसंवाहक असतो. वाहकतेच्या दृष्टिकोनातून पाहिल्यास, अर्धवाहक म्हणजे अशी वाहकता, जी विसंवाहकापासून सुवाहकापर्यंत नियंत्रित करता येते.
सेमीकंडक्टर चिप्सच्या सुरुवातीच्या काळात, सिलिकॉन हा मुख्य घटक नव्हता, तर जर्मेनियम होता. पहिला ट्रान्झिस्टर हा जर्मेनियमवर आधारित ट्रान्झिस्टर होता आणि पहिली इंटिग्रेटेड सर्किट चिप ही जर्मेनियम चिप होती.
तथापि, जर्मेनियममध्ये काही अत्यंत कठीण समस्या आहेत, जसे की सेमीकंडक्टरमधील अनेक इंटरफेस दोष, कमी औष्णिक स्थिरता आणि ऑक्साईडची अपुरी घनता. शिवाय, जर्मेनियम एक दुर्मिळ मूलद्रव्य आहे, पृथ्वीच्या कवचातील त्याचे प्रमाण केवळ ७ पार्ट्स पर मिलियन आहे आणि जर्मेनियम धातूचे वितरण देखील खूप विखुरलेले आहे. जर्मेनियम अत्यंत दुर्मिळ असल्यामुळे आणि त्याचे वितरण केंद्रित नसल्यामुळेच, जर्मेनियम कच्च्या मालाची किंमत जास्त असते; वस्तू दुर्मिळ आहेत, कच्च्या मालाची किंमत जास्त आहे आणि जर्मेनियम ट्रान्झिस्टर कुठेही स्वस्त मिळत नाहीत, त्यामुळे जर्मेनियम ट्रान्झिस्टरचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणे कठीण आहे.
त्यामुळे, संशोधकांनी अभ्यासाचा केंद्रबिंदू एका पायरीने वर नेला आणि सिलिकॉनकडे लक्ष वळवले. असे म्हणता येईल की, जर्मेनियमच्या सर्व जन्मजात कमतरता या सिलिकॉनचे जन्मजात फायदे आहेत.
१. ऑक्सिजननंतर सिलिकॉन हा दुसरा सर्वाधिक प्रमाणात आढळणारा घटक आहे, परंतु निसर्गात सिलिकॉन क्वचितच आढळतो. सिलिका आणि सिलिकेट्स ही त्याची सर्वात सामान्य संयुगे आहेत. सिलिका हा वाळूच्या मुख्य घटकांपैकी एक आहे. याव्यतिरिक्त, फेल्डस्पार, ग्रॅनाइट, क्वार्ट्ज आणि इतर संयुगे सिलिकॉन-ऑक्सिजन संयुगांवर आधारित असतात.
२. सिलिकॉनची औष्णिक स्थिरता चांगली असते, दाट, उच्च डायलेक्ट्रिक स्थिरांक असलेल्या ऑक्साइडमुळे, कमी इंटरफेस दोषांसह सिलिकॉन-सिलिकॉन ऑक्साइड इंटरफेस सहजपणे तयार करता येतो.
३. सिलिकॉन ऑक्साईड पाण्यात अविद्राव्य आहे (जर्मेनियम ऑक्साईड पाण्यात अविद्राव्य आहे) आणि बहुतेक आम्लांमध्येही अविद्राव्य आहे, जे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड्सच्या क्षरण-मुद्रण तंत्रज्ञानाचे सार आहे. याचे एकत्रित उत्पादन म्हणजे एकात्मिक सर्किट समतल प्रक्रिया, जी आजही सुरू आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: ३१ जुलै २०२३