Zakaj je silicij postal najpogosteje uporabljen polprevodniški material?

Sep 13, 2024 Pustite sporočilo

1. Silicij lahko zraste v velike, čiste posamezne kristale z zelo malo napakami.
To pomeni, da je mogoče iz silicijeve rezine izrezati veliko čipov, kar zmanjša stroške enega samega čipa. Tudi če obstajajo čipi iz drugih materialov z vrhunsko zmogljivostjo, bo njihova uporaba v potrošniški elektroniki, kot so mobilni telefoni, omejena, če je cena previsoka, na primer na desettisoče dolarjev za vsakega.

 

2. Lastnosti monokristala silicija zagotavljajo doslednost delovanja proizvedenih tranzistorjev.
To je ključnega pomena za doslednost in zanesljivost milijard tranzistorjev v sodobnih čipih, s čimer se izognemo problemu nestabilnega preklapljanja tranzistorjev.

 

3. Silicij ima dobre mehanske lastnosti.
To omogoča, da silicijeve rezine prenesejo rokovanje in obdelavo med proizvodnjo, ne da bi se zlahka zlomile.

 

4. Plast silicijevega oksida je odličen izolacijski material.
Oksidna plast, ki jo naravno oblikuje silicij v zraku, ne ščiti samo silicijeve rezine, ampak se dobro obnese tudi kot dielektrična plast pri izdelavi naprav z veliko pasovno vrzeljo, dobro poravnavo pasu in malo vmesniki, s čimer se doseže nizko puščanje in visoka zanesljivost.

 

5. Silicij ima primerno pasovno strukturo.
Zaradi njegove zmerne pasovne vrzeli je silicij prevoden in izolativen, za razliko od grafena, ki zahteva zapleteno pasovno inženirstvo, da doseže določeno pasovno vrzel.

 

6. Silicij je enostaven za dopiranje in lahko proizvaja polprevodnike tipa N in P.
To omogoča siliciju, da prevaja elektrone in luknje hkrati, in ima dobro mobilnost, tako da je mogoče izdelati NFET in PFET za uresničitev tehnologije CMOS.

 

7. Silicij je lahko močno dopiran, da tvori dober ohmski kontakt in zmanjša kontaktni upor.
Istočasno lahko silicij tvori tudi kovinske silicide s kovinami, kot so Ti, Co in W, da dodatno zmanjša odpornost proti parazitom.

 

Silicij je dragocen vir, ki nam ga je dala narava, in je edina izbira za polprevodniške materiale.