సెమీకండక్టర్ చిప్‌గా సిలికాన్‌ను ఎందుకు వాడాలి?

గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఒక వాహకం మరియు ఒక బంధకం యొక్క వాహకత్వాల మధ్య విద్యుత్ వాహకత్వం కలిగి ఉండే పదార్థాన్ని సెమీకండక్టర్ అంటారు. మన దైనందిన జీవితంలో రాగి తీగలాగే, అల్యూమినియం తీగ ఒక వాహకం, మరియు రబ్బరు ఒక బంధకం. వాహకత్వం పరంగా చూస్తే: బంధకం నుండి వాహకం వరకు ఉండే, నియంత్రించగల వాహకత్వాన్ని సెమీకండక్టర్ అంటారు.

సెమీకండక్టర్ చిప్‌ల తొలి రోజుల్లో, సిలికాన్ ప్రధాన పాత్ర పోషించలేదు, జర్మేనియం ప్రధాన పాత్ర పోషించింది. మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ జర్మేనియం ఆధారిత ట్రాన్సిస్టర్, మరియు మొదటి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ చిప్ కూడా జర్మేనియం చిప్.

అయితే, జెర్మేనియంకు సెమీకండక్టర్లలో అనేక ఇంటర్‌ఫేస్ లోపాలు, పేలవమైన ఉష్ణ స్థిరత్వం మరియు ఆక్సైడ్‌ల సాంద్రత సరిపోకపోవడం వంటి కొన్ని చాలా క్లిష్టమైన సమస్యలు ఉన్నాయి. అంతేకాకుండా, జెర్మేనియం ఒక అరుదైన మూలకం, భూమి యొక్క పైపొరలో దీని పరిమాణం పది లక్షలకు 7 భాగాలు మాత్రమే, మరియు జెర్మేనియం ఖనిజం యొక్క పంపిణీ కూడా చాలా చెల్లాచెదురుగా ఉంది. జెర్మేనియం చాలా అరుదైనది కావడం, పంపిణీ కేంద్రీకృతంగా లేకపోవడం వలనే, జెర్మేనియం ముడి పదార్థాల ధర అధికంగా ఉంటుంది; వస్తువులు అరుదుగా ఉండటం, ముడి పదార్థాల ధరలు అధికంగా ఉండటం, మరియు జెర్మేనియం ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఎక్కడా చౌకగా లభించకపోవడం వల్ల, జెర్మేనియం ట్రాన్సిస్టర్‌లను భారీ స్థాయిలో ఉత్పత్తి చేయడం కష్టం.

కాబట్టి, పరిశోధకులు తమ అధ్యయనం యొక్క దృష్టిని ఒక స్థాయి పైకి తీసుకువెళ్లి, సిలికాన్ వైపు చూశారు. జెర్మేనియం యొక్క సహజ లోపాలన్నీ సిలికాన్ యొక్క సహజ ప్రయోజనాలు అని చెప్పవచ్చు.

1. ఆక్సిజన్ తర్వాత సిలికాన్ రెండవ అత్యంత సమృద్ధిగా లభించే మూలకం, కానీ ప్రకృతిలో సిలికాన్‌ను కనుగొనడం చాలా కష్టం. దీని అత్యంత సాధారణ సమ్మేళనాలు సిలికా మరియు సిలికేట్లు. ఇసుకలోని ప్రధాన భాగాలలో సిలికా ఒకటి. దీనికి అదనంగా, ఫెల్డ్‌స్పార్, గ్రానైట్, క్వార్ట్జ్ మరియు ఇతర సమ్మేళనాలు సిలికాన్-ఆక్సిజన్ సమ్మేళనాలపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

2. సిలికాన్ యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వం బాగుంటుంది, దీని దట్టమైన, అధిక విద్యుద్వాహక స్థిరాంకం గల ఆక్సైడ్‌తో, తక్కువ ఇంటర్‌ఫేస్ లోపాలతో సిలికాన్-సిలికాన్ ఆక్సైడ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను సులభంగా తయారు చేయవచ్చు.

3. సిలికాన్ ఆక్సైడ్ నీటిలో కరగదు (జెర్మేనియం ఆక్సైడ్ నీటిలో కరగదు) మరియు చాలా ఆమ్లాలలో కరగదు, ఇదే ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డుల యొక్క తుప్పు నిరోధక ప్రింటింగ్ టెక్నాలజీ. ఈ రెండింటి కలయికతో ఏర్పడినదే ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ప్లానార్ ప్రాసెస్, ఇది నేటికీ కొనసాగుతోంది.