为什么芯片一般用硅制成

为什么芯片一般用硅制成,第1张

硅并不是地球上唯一的半导体元素,甚至算不上是最好的。但很重要的一点是硅是一种非常丰富的元素。在地球上的每一个地方硅都可以很轻松地获得,并不需要特定的矿厂。而且经过了几十年技术的发展,硅的处理工艺已经发展成熟,人类已经可以可以在工厂中生产近乎完美的硅晶体。这些硅晶体相对于硅就等于是砖石相对于碳。

所以硅就当之无愧地成为了现代计算机芯片的基础。工厂生产好的硅晶体再经过切片处理变成晶圆,然后在经过蚀刻等等多项工艺流程最终制成我们可以使用的芯片。

作为半导体材料使用的是“单晶硅”,即在熔融状态下的单质硅以相同方向结晶形成具有各向异性的晶体,如果结晶微粒方向不规则排列,则成为多晶硅;多晶硅与单晶硅在很多物理性质上都有大差异。自然界中,单质硅并不存在,实际上,作为生产单晶硅的单质硅材料,需经人工提纯,其纯度达到6个9,甚至9个9以上,几乎是最纯净的单质。望采纳答案。

锗、硅、硒、砷化镓及许多金属氧化物和金属硫化物等物体,它们的导电能力介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。

半导体具有一些特殊性质。如利用半导体的电阻率与温度的关系可制成自动控制用的热敏元件(热敏电阻);利用它的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件,像光电池、光电管和光敏电阻等。

半导体还有一个最重要的性质,如果在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质测其导电能力将会成百万倍地增加。利用这一特性可制造各种不同用途的半导体器件,如半导体二极管、三极管等。

把一块半导体的一边制成P型区,另一边制成N型区,则在交界处附近形成一个具有特殊性能的薄层,一般称此薄层为PN结。图中上部分为P型半导体和N型半导体界面两边载流子的扩散作用(用黑色箭头表示)。中间部分为PN结的形成过程,示意载流子的扩散作用大于漂移作用(用蓝色箭头表示,红色箭头表示内建电场的方向)。下边部分为PN结的形成。表示扩散作用和漂移作用的动态平衡。


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