半导体的半导体与集成电路的关系

半导体是指导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。我们知道，电路之所以具有某种功能，主要是因为其内部有电流的各种变化，而之所以形成电流，主要是因为有电子在金属线路和电子元件之间流动（运动/迁移）。所以，电子在材料中运动的难易程度，决定了其导电性能。常见的金属材料在常温下电子就很容易获得能量发生运动，因此其导电性能好；绝缘体由于其材料本身特性，电子很难获得导电所需能量，其内部很少电子可以迁移，因此几乎不导电。而半导体材料的导电特性则介于这两者之间，并且可以通过掺入杂质来改变其导电性能，人为控制它导电或者不导电以及导电的容易程度。这一点称之为半导体的可掺杂特性。

前面说过，集成电路的基础是晶体管，发明了晶体管才有可能创造出集成电路，而晶体管的基础则是半导体，因此半导体也是集成电路的基础。半导体之于集成电路，如同土地之于城市。很明显，山地、丘陵多者不适合建造城市，沙化土壤、石灰岩多的地方也不适合建造城市。“建造”城市需要选一块好地，“集成”电路也需要一块合适的基础材料——就是半导体。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓（化合物），其中应用最广的、商用化最成功的当推“硅”。

那么半导体，特别是硅，为什么适合制造集成电路呢？有多方面的原因。硅是地壳中最丰富的元素，仅次于氧。自然界中的岩石、砂砾等存在大量硅酸盐或二氧化硅，这是原料成本方面的原因。硅的可掺杂特性容易控制，容易制造出符合要求的晶体管，这是电路原理方面的原因。硅经过氧化所形成的二氧化硅性能稳定，能够作为半导体器件中所需的优良的绝缘膜使用，这是器件结构方面的原因。最关键的一点还是在于集成电路的平面工艺，硅更容易实施氧化、光刻、扩散等工艺，更方便集成，其性能更容易得到控制。因此后续主要介绍的也是基于硅的集成电路知识，对硅晶体管和集成电路工艺有了解后，会更容易理解这个问题。

除了可掺杂性之外，半导体还具有热敏性、光敏性、负电阻率温度、可整流等几个特性，因此半导体材料除了用于制造大规模集成电路之外，还可以用于功率器件、光电器件、压力传感器、热电制冷等用途；利用微电子的超微细加工技术，还可以制成MEMS（微机械电子系统），应用在电子、医疗领域。

中科院所有研究所名单具体如下：

175 中科院数学与系统科学研究院 005 中国科学院理论物理研究所 006 中国科学院高能物理研究所 010 中国科学院低温技术实验中心 043 中国科学院自然科学史研究所 120 中国科学院文献情报中心 040 中国科学院微电子中心 020 中国科学院心理研究所 023 中国科学院地质研究所 076 中国科学院上海天文台 

062 中国科学院长春分院 121 中国科学院成都科学仪器研制中心 072 中国科学院上海光学精密机械研究所 141 中国科学院西北高原生物研究所 012 中国科学院感光化学研究所 029 中国科学院遥感卫星地面站 042 中国科学院北京科学仪器研制中心 123 中国科学院昆明动物研究所 030 中国科学院半导体研究所

037 中国科学院自动化研究所 038 中国科学院工程热物理研究所 045 中国科学技术大学研究生院 127 中国科学院贵阳地球化学研究所 058 中国科学院沈阳应用生态研究所 117 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 137 中国科学院兰州高原大气物理研究所 125 中国科学院云南天文台 101 中国科学院测量与地球物理研究所

024 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 035 中国科学院电子学研究所 036 中国科学院电工研究所 055 中国科学院沈阳分院 100 中国科学院武汉病毒研究所 110 中国科学院广州电子研究所 109 中国科学院广州化学研究所 113 中国科学院广州人造卫星观测站 018 中国科学院动物研究所 017 中国科学院植物研究所

144 中国科学院新疆化学研究所 084 中国科学院上海文献情报中心 009 中国科学院声学研究所 021 中国科学院遗传研究所 099 中国科学院武汉物理与数学研究所 126 中国科学院西双版纳热带植物园 103 中国科学院武汉情报文献中心

032 中国科学院软件研究所 146 中国科学院新疆地理研究所 068 中国科学院黑龙江农业现代化研究所 114 中国科学院成都分院 119 中国科学院成都计算机应用研究所 004 中国科学院物理研究所 061 中国科学院沈阳科学仪器研制中心 128 中国科学院西安分院 011 中国科学院化学研究所 013 中国科学院生态环境研究中心

022 中国科学院地球物理研究所 025 中国科学院自然资源综合考察委员会 139 中国科学院兰州文献情报中心 136 中国科学院兰州沙漠研究所 067 中国科学院长春人造卫星观测站 140 中国科学院青海盐湖研究所 116 中国科学院成都生物研究所 098 中国科学院武汉岩土力学研究所 118 中国科学院光电技术研究所

028 中国科学院遥感应用研究所 044 中国科学院科技政策与管理科学研究所 060 中国科学院金属腐蚀与防护研究所 069 中国科学院上海分院 070 中国科学院上海冶金研究所 089 中国科学院南京地理与湖泊研究所 122 中国科学院昆明分院 039 中国科学院空间科学与应用研究中心 095 中国科学院固体物理研究所

132 中国科学院兰州分院 174 中科实业集团（控股）公司 019 中国科学院发育生物学研究所 129 中国科学院西安光学精密机械研究所 014 中国科学院化工冶金研究所 049 中国科学院文献情报中心 096 中国科学院合肥智能机械研究所 138 中国科学院兰州地质研究所 056 中国科学院大连化学物理研究所

057 中国科学院金属研究所 008 中国科学院北京天文台 145 中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所 147 中国科学院乌鲁木齐天文站 150 中国科学院山西煤炭化学研究所 131 中国科学院水土保持研究所 104 中国科学院长沙大地构造研究所 142 中国科学院新疆分院 148 中国科学院福建物质结构研究所 007 中国科学院力学研究所

041 中国科学院北京软件工程研制中心 031 中国科学院计算技术研究所 033 中国科学院计算机网络信息中心 106 中国科学院广东分院 097 中国科学院武汉分院 066 中国科学院长春地理研究所 080 中国科学院上海脑研究所 015 中国科学院微生物研究所 016 中国科学院生物物理研究所 026 中国科学院大气物理研究所

027 中国科学院地理研究所 073 中国科学院上海硅酸盐研究所 074 中国科学院上海有机化学研究所 059 中国科学院沈阳自动化研究所 064 中国科学院长春应用化学研究所 134 中国科学院兰州化学物理研究所 071 中国科学院上海技术物理研究所 115 中国科学院成都有机化学研究所 075 中国科学院上海原子核研究所

077 中国科学院上海生物化学研究所 078 中国科学院上海细胞生物学研究所 151 中国科学院石家庄农业现代化研究所 079 中国科学院上海生理研究所 081 中国科学院上海药物研究所 083 中国科学院上海昆虫研究所 085 中国科学院上海生物工程研究中心 082 中国科学院上海植物生理研究所 086 中国科学院南京分院

087 中国科学院南京地质古生物研究所 090 中国科学院紫金山天文台 091 中国科学院南京天文仪器研制中心 092 中国科学院合肥分院 088 中国科学院南京土壤研究所 112 中国科学院广州地球化学研究所 124 中国科学院昆明植物研究所 108 中国科学院华南植物研究所 130 中国科学院陕西天文台 105 中国科学院长沙农业现代化研究所

111 中国科学院广州能源研究所 093 中国科学院安徽光学精密机械研究所 102 中国科学院水生生物研究所 107 中国科学院南海海洋研究所 135 中国科学院兰州冰川冻土研究所 133 中国科学院近代物理研究所 143 中国科学院新疆物理研究所 094 中国科学院等离子体物理研究所 149 中国科学院海洋研究所 176 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

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