Um semicondutor é um material cuja condutividade elétrica à temperatura ambiente situa-se entre a de um condutor e a de um isolante. Assim como o fio de cobre no nosso dia a dia, o fio de alumínio é um condutor e a borracha é um isolante. Do ponto de vista da condutividade: semicondutor refere-se a um material cuja condutividade é controlável, variando entre a de um isolante e a de um condutor.
Nos primórdios dos chips semicondutores, o silício não era o principal componente, mas sim o germânio. O primeiro transistor foi um transistor baseado em germânio e o primeiro chip de circuito integrado também foi um chip de germânio.
No entanto, o germânio apresenta alguns problemas bastante complexos, como muitos defeitos de interface em semicondutores, baixa estabilidade térmica e densidade insuficiente de óxidos. Além disso, o germânio é um elemento raro, presente na crosta terrestre em apenas 7 partes por milhão, e a distribuição do minério de germânio também é muito dispersa. É justamente por ser um elemento raro e não concentrado que o germânio tem um alto custo de matéria-prima; sendo um elemento raro, os transistores de germânio não são baratos em lugar nenhum, o que dificulta sua produção em massa.
Assim, os pesquisadores elevaram o foco do estudo a um novo patamar, concentrando-se no silício. Pode-se dizer que todas as desvantagens inerentes ao germânio são, na verdade, vantagens inerentes ao silício.
1. O silício é o segundo elemento mais abundante depois do oxigênio, mas dificilmente é encontrado na natureza; seus compostos mais comuns são a sílica e os silicatos. A sílica é um dos principais componentes da areia. Além disso, o feldspato, o granito, o quartzo e outros compostos são formados por compostos de silício e oxigênio.
2. A estabilidade térmica do silício é boa, e com um óxido denso e de alta constante dielétrica, é possível preparar facilmente uma interface silício-óxido de silício com poucos defeitos de interface.
3. O óxido de silício é insolúvel em água (o óxido de germânio também é insolúvel em água) e insolúvel na maioria dos ácidos, o que explica a tecnologia de impressão por corrosão das placas de circuito impresso. O resultado dessa combinação é o processo planar de circuitos integrados, que continua sendo utilizado até hoje.
Data da publicação: 31 de julho de 2023