只有单晶硅或锗才能制作半导体器件？？

并不是只有单晶硅或锗才能制作半导体器件，只是因为这两个材料性能比较好一点，也容易制作一些。 例如方铅矿(PbS)很早就用于无线电检波，氧化亚铜(Cu2O)用作固体整流器，闪锌矿(ZnS)是熟知的固体发光材料，碳化硅(SiC)的整流检波作用也较早被利用。硒(Se)是最早发现并被利用的元素半导体，曾是固体整流器和光电池的重要材料。元素半导体锗（Ge）放大作用的发现开辟了半导体历史新的一页，从此电子设备开始实现晶体管化。中国的半导体研究和生产是从1957年首次制备出高纯度(99.999999％～99.9999999％) 的锗开始的。采用元素半导体硅（Si）以后，不仅使晶体管的类型和品种增加、性能提高，而且迎来了大规模和超大规模集成电路的时代。以砷化镓(GaAs)为代表的Ⅲ－Ⅴ族化合物的发现促进了微波器件和光电器件的迅速发展。

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锗的提取方法是首先将锗的富集物用浓盐酸氯化，制取四氯化锗，再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷，然后经石英塔两次精馏提纯，再经高纯盐酸洗涤，可得到高纯四氯化锗，用高纯水使四氯化锗水解，得到高纯二氧化锗。一些杂质会进入水解母液，所以水解过程也是提纯过程。纯二氧化锗经烘干煅烧，在还原炉的石英管内用氢气于650-680℃还原得到金属锗。半导体工业用的高纯锗（杂质少于1/1010）可以用区域熔炼技术获得。4HCl+GeO2→GeCl4+2H2OGeCl4+(n+2)H2O→GeO2·nH2O+4HClGeO2+2H2→Ge+2H2O锗化学性质稳定，常温下不与空气或水蒸汽作用，但在600～700℃时，很快生成二氧化锗。与盐酸、稀硫酸不起作用。浓硫酸在加热时，锗会缓慢溶解。在硝酸、王水中，锗易溶解。碱溶液与锗的作用很弱，但熔融的碱在空气中，能使锗迅速溶解。锗与碳不起作用，所以在石墨坩埚中熔化，不会被碳所污染。锗在元素周期表上的位置正好夹在金属与非金属之间，因此具有许多类似于非金属的性质，这在化学上称为“半金属”，外层电子排布为4s²4p²。但它的化学性质类似于临近族的元素，尤其是砷和锑。化学上或毒物学上重要的锗化合物很少。锗的二氧化物，一种微溶于水的白色粉末，形成锗酸，这类似于硅酸。四氯化锗是一种不稳定的液体，四氟化锗是一种气体，它们很容易在水中水解。氢化锗（锗烷）是一种相对稳定的气体。有机锗化合物，烷基可以替换个多个Ge原子，和锡、汞、砷等类似，但毒性小的多。锗元素及其二氧化物毒性不强，四卤化锗是刺激性的，氢化锗毒性最强。锗不溶于稀酸及碱，但溶于浓硫酸。

其实早期的晶体管使用的是锗制作的，但是由于锗不耐高温的缺点， 导致其逐渐被抛弃，硅就开始登上了历史的舞台，硅由于耐高温、稳定性强、价格便宜等优点开始被用在电子元器件上。

下面我详细给大家分析下：

为什么锗会被抛弃呢？

摩托罗拉当时制作了一款车载收音机，采用的就是锗晶体管，上市销售后经常会收到很多用户投诉收音机在中午阳光暴晒后就不能正常工作了，于是摩托罗拉开始寻找替代材料。这就是由于锗本身不耐高温缺陷导致的。锗在受热之后会变成本征态，双极结型晶体管不能再继续工作了。还有就是锗在地壳中的含量为一百万分之七，相比于氧、硅等常见元素要少很多，这就造成了较高的制造成本，尤其是电子设备都是百万千万甚至是上亿级别的出货量，这就会造成非常大的成本压力。此外锗的氧化物非常不稳定，以及锗的禁带宽度只有0.66eV，这就导致锗晶体管非常容易被击穿。

为什么选择硅呢？

因为硅具有以下优点，非常适合应用在电子元器件上。

1.硅的结构是晶体状，这就使硅具有很好的稳定性和强度；

2.硅的带隙更大，具有更好的热稳定性，比较耐高温；

3.硅的价格便宜，硅都是沙子提炼出来的，硅晶体管的制作工艺虽然复杂，但是原料接近成本价。

硅和锗储量相差巨大。

地壳中的元素丰度，硅是27.8%左右，也就是四分之一还多，锗是1.8ppm，也就是百万分之1.8，两者相差14万倍之多。硅可以由储量很丰富的石英提取，而锗只能在煤烟灰当中找到极微量。从这一点看，锗就不适合做CPU，自然界储量太稀少，提炼太复杂，不用说，价格是天价，平民无缘使用。

因此，如果用锗做半导体，成本巨高、性能巨差，没有低成本性能好的配套工艺技术供使用，不适合制造CPU一类器件。

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