为什么说硅是应用较多的半导体材料?
电子/通信
1 250
2
该提问暂无详细描述
收藏
2021-01-22 11:03 更新 张宇哲 •  2152
共 1 个回答
高赞 时间
1

半导体元素一般主要有硅、锗、砷、等等。

其中硅因为拥有众多优良特性,使得硅成为应用较多的半导体材料,这也是硅可以成为芯片的主要材料的原因:

(1)硅(Si)通常是从沙子中收集的,沙子主要由石英颗粒(即SiO2)组成。然后,铸造厂可以从沙子中提取硅,并通过许多纯化过程获得高纯度的硅(99.999999999%)。由于SiO2在地壳中含量很高,地球元素中仅次于氧元素(地球元素含量排行:氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾……),因此获得大量高纯Si相当便宜。 (2)硅元素的性质稳定,包括化学性质和物质性质,因为硅的最外层电子数是4,不易得失电子,化学性质稳定,因此被广泛使用.比如锗做成晶体管,当温度达到75℃以上时,其导电率有较大变化,而且做成PN结后锗的反向漏电流比硅大,这对芯片的稳定性非常不利。 (3)在空气中,空气中的氧气与在硅表面接触,很容易被氧化成SiO2。但在大多数晶体管设计中,需要一种高度绝缘的材料来减少电子电流泄漏。在半导体的计算机的早期,制造人员一直止步于像锗这样的半导体上,因为他们法找到在锗表面上生长出高度绝缘的材料。最终,他们发现Si会自然氧化形成SiO2,从而使他们获得了一直苦苦寻找的易于制造工艺的绝缘体。

(4)硅本身是无毒无害的物质,我们常见的很多石头都含有二氧化硅(SiO2)。 (5)晶体硅具有一个非常重要的特性——单方向导电,也就是说,电流只能从一端流向另一端,制作半导体器件的原材料就需要具有有这种特有的特性材料。

硅的良好的性能使硅成为开发光电组件的最佳,最便宜和更合适的材料。 看一下智能手机的摄像头,它由一小块硅C-MOS检测器制成。你能想象没有照相机,视频和各种数字媒体的世界吗? 随着由硅制成的高效、坚实和多功能的LED的出现,照明技术已完全改变。 随着基于硅光学组件的尖端光学技术的发展,医疗设备也在不断发展。 通过对制造工艺进行细微调整,硅还可以很好地与紫外到近红外范围内的光线配合使用,从而扩展了其广泛的应用领域。 如今,光伏电池为世界各地的房屋供电,但长期以来一直为空间站供电。

收藏
2021-01-22 11:49 更新 错位时空 •  865