元素硅与含硅材料

硅元素符号为Si,常温下为带金属光泽的固体。地壳中的硅主要存在于二氧化硅和硅酸盐等化合物中,石英、岩石和黏土都包含不同含硅结构。玻璃、元素硅与有机硅材料的组成和性质不同,名称里都有硅并不意味着可以互相替代。

参考:[1]

从分离元素到提纯材料

贝采里乌斯在1824年取得较纯的硅粉,是元素识别的重要阶段。电子工业随后提出远高于一般冶金用途的纯度要求,提纯与结晶成为独立技术环节。矿石中含硅丰富,并不表示能直接把普通砂料用于制造精密半导体器件。

参考:[1]

掺杂与电子器件

在晶体硅中引入受控微量杂质,可以改变载流子数量与导电类型。不同区域组成结与电路元件,进而支持开关、放大和光电转换。器件性能同时受晶体缺陷、接触和制造结构影响,不能只用“硅能导电”概括材料在芯片中的作用。

参考:[3] [1]

硅晶体管的工业转折

1954年,贝尔实验室取得硅晶体管,得州仪器随后推出商业器件。较宽的工作温区与较低关断漏电等特点推动硅的发展,但优势需要高纯材料与工艺配合才能实现。实验器件、量产和后来集成电路的形成,是互相联系的不同阶段。

参考:[2]