Silicio svarba puslaidininkų technologijoje

Moore'o dėsnis ir silicio reikšmė

1965 m. Gordonas Moore prognozavo, kad tranzistorių skaičius integruotuose grandynuose dublės maždaug kas dvejus metus, o tai lems spartesnius ir galingesnius kompiuterius. Ši prognozė, vadinama Moore'o dėsniu, iki šiol išlieka aktuali. Lankstus ir lengvai apdorojamas silicis suteikė galimybę tokiam greitam progresui.

Puslaidininkiai

Puslaidininkis yra medžiaga, esanti tarp laidininko ir izoliatoriaus. Vadinami laidininkais, pvz., varis, leidžia lengvai tekėti elektros srovei, todėl signalų valdymas sudėtingas. Izoliatoriai, kaip stiklas ar guma, blokuoja elektros srovę. Silicis, kaip puslaidininkis, gali veikti tiek kaip laidininkas, tiek kaip izoliatorius, priklausomai nuo to, kaip jis apdorojamas. Šis procesas vadinamas „dopavimu“ – į kristalus įvedamos priemaišos, keičiančios medžiagos laidumą.

Stabilumas

Silicis nėra vienintelis puslaidininkis – panašių savybių turi anglis ir germanis. Anglies (deimanto) forma yra pernelyg trapios naudojimui mikroschemos gamyboje, o germanio mikroschemos buvo naudojamos ankstyvojo kompiuterių amžiaus laikotarpiu ir kartais vis dar naudojamos. Tačiau silicis išlieka puslaidininkiu žymiai aukštesnėmis temperatūromis nei germanis, todėl jis geriau tinka komponentams, veikiantiems šilumos šaltinių šalia.

Lengvumas

Skirtingai nuo kitų puslaidininkių, silicio laidumą lengva reguliuoti. Dovavus skirtingas priemaišas, galima padidinti arba sumažinti laidumą, net padaryti medžiagą nelaidžią. Tai leidžia gamintojams naudoti mažiau medžiagų ir kurti sudėtingesnes grandines, didinančias funkcionalumą.

Kaina

Po deguonies, silicis yra antra pagal gausumą Žemėje randama medžiaga. Jį galima išgauti iš smėlio gana paprastai. Šis gausus atsargas kartu su paprastu gamybos procesu daro silicio mikroschemas nepaprastai pigias, palyginti su kitais puslaidininkiais.