为什么芯片要用硅作为半导体材料,而不用其他的呢?( 二 )

后来科学家发明了晶体管 , 晶体管功耗低、体积小且寿命长 , 最早的晶体管是使用半导体材料锗来制作的 , 从此微电子出现在人们视野当中 。

晶体管可以简单地理解为一种微型的开关 , 根据不同的组合设计 , 具有整流、放大、开关、稳压等等功能;制作晶体管的关键就是半导体材料 , 因为半导体材料一般具有特殊性质 , 比如硅掺入磷元素可以形成N型半导体 , 掺入硼元素可以形成P型半导体 。

我们把N型半导体和P型半导体进行组合 , 可以形成PN结 , 这是电子芯片当中的重要结构 , 我们把各种结构进行组合 , 就可以完成特定的逻辑运算(比如与门、或门、非门等等) 。

理论上 , 所有的半导体材料都可以作为芯片材料 , 但是芯片对材料的要求极高 , 所以真正适合做芯片的半导体材料并不多 , 比如硅、锗、碳化硅、氮化镓等等 。

其中硅因为拥有众多优良特性 , 使得硅成为芯片的主要材料:

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