Подложка ИС - подробное описание полупроводниковых материалов в промышленности панелей PCB

1. Определение полупроводника (semiconductor):

Полупроводник - это материал, который относится к материалам, обладающим проводимостью между проводником и изолятором при комнатной температуре. Полупроводники играют важную роль во всех отраслях электронной промышленности. Например, диоды - это приборы, изготовленные из полупроводников. Проводимость полупроводника может меняться в зависимости от внешних условий и изменяться от полностью непроводящей до полностью проводящей. Поэтому его можно использовать для изготовления электронных компонентов в различных состояниях. Будь то технология, экономическая выгода или практическая ценность, полупроводники являются одним из немногих хороших материалов. Среди полупроводниковых материалов, таких как полупроводники на основе кремния, германия и арсенида галлия, кремниевые полупроводники наиболее широко используются в производстве электроники, а также являются самыми распространенными полупроводниковыми материалами в коммерции. По сравнению с изоляторами и проводниками, полупроводники имеют короткую историю. Согласно материалам, полупроводниковые материалы были признаны научными кругами в 1930-х годах и по-настоящему вошли в жизнь.

Поскольку мы собираемся представить полупроводники, то необходимо ввести соответствующий термин "внутренние полупроводники". Внутренние полупроводники - это полупроводники, не содержащие примесей и дефектов решетки. Однако собственные полупроводники имеют относительно высокое удельное сопротивление и небольшую практическую ценность, поэтому они редко используются в коммерческих приложениях.

полупроводники

2. Классификация полупроводников (semiconductor):

Как мы все знаем, существует множество материалов для изоляторов и проводников, поэтому недостатка в полупроводниковых материалах нет. Полупроводниковые материалы принято классифицировать по химическому составу, один из которых - элементный полупроводник, а другой - составной полупроводник. Наиболее распространенными элементарными полупроводниками являются германиевые полупроводники и парные полупроводники. Широко используются сложные полупроводники, такие как полупроводники на основе арсенида галлия, полупроводники на основе фосфида галлия, полупроводники на основе сульфида кадмия.

3. История полупроводников (semiconductor):

Фактически открытие полупроводников можно отнести к 1833 году, когда в Англии Фарадеем был обнаружен сульфид серебра, способный уменьшать собственное сопротивление при повышении температуры. Это первое открытие полупроводникового явления. Позже, в 1839 году, Беклер из Франции обнаружил явление, согласно которому под присмотром ребенка переход, образованный контактом полупроводника с электролитом, может генерировать напряжение. Это явление также получило название фотовольтаического эффекта. В 1873 году другой ученый из Великобритании, Смит, открыл еще одно свойство полупроводников - эффект фотопроводимости. Подробно процесс разработки не приводится в качестве примера. Однако возникает вопрос, почему определение "полупроводник" так долго признавалось научным сообществом? Для получения подробной информации по этому вопросу необходимо ознакомиться с материалом "Приход материаловедения".

4. Пять характеристик полупроводников:

Полупроводники имеют пять характеристик: легирование, теплочувствительность, фоточувствительность, температурные характеристики отрицательного сопротивления и характеристики выпрямления.

5. Применение полупроводников в интегральных схемах;

Основой интегральных схем являются транзисторы, а основой транзисторов - полупроводники, поэтому основой интегральных схем являются полупроводники. Среди них наиболее распространенным и широко используемым полупроводником является кремниевый полупроводник. Почему же кремниевый полупроводник стал любимцем интегральных схем? Можно рассмотреть несколько моментов по отдельности.

Первый момент: любой, кто знаком с химией, знает, что четыре самых распространенных элемента на Земле - это кислород, кремний, алюминий и железо. В этом порядке мы знаем, что кремний - второй по распространенности элемент на Земле. Кремния больше всего в земной коре, а это значит, что стоимость добычи кремниевого полупроводникового сырья очень низкая.

Второй момент, концентрацию примесей в кремниевых полупроводниках легко контролировать вручную, и удобно получать компоненты, отвечающие предъявляемым требованиям, то есть транзисторы. А кремний на поверхности окисляется, и в качестве изолирующей пленки образуется очень устойчивая оксидная пленка - диоксид кремния.

Третий момент, с точки зрения технологии, кремниевые полупроводники легче поддаются окислению и фотолитографии, и их характеристики более контролируемы, чем у других типов.