二极管锗与硅材料哪个质量好

二极管锗与硅材料哪个质量好,第1张

无所谓那个好,要看实际用途。

晶体管或者集成电路,硅更适合一些,原因在于:

1 硅的禁带宽度比锗宽,因此受温度影响比锗小。

2 硅的氧化物十分稳定,可以低成本的解决掩蔽层绝缘问题,因此可以实现平面的集成电路,而锗一般只有合金管,无法形成集成电路。

3 硅的氧化物适于做栅介质材料,因此可以做MOS结构,而MOS结构是现代数字电路的基础。

4 硅很便宜,沙子而已,锗很贵。

锗在特定的用途比硅好用,例如霍尔系数比硅高,更适合探测磁场。

对于二极管,硅的优势在于反压高,漏电小,温度稳定性高。锗的优势在于导通压降低,但现在已被硅的肖特基二极管超越。

其实早期的晶体管使用的是锗制作的,但是由于锗不耐高温的缺点, 导致其逐渐被抛弃,硅就开始登上了历史的舞台,硅由于耐高温、稳定性强、价格便宜等优点开始被用在电子元器件上。

下面我详细给大家分析下:

为什么锗会被抛弃呢?

摩托罗拉当时制作了一款车载收音机,采用的就是锗晶体管,上市销售后经常会收到很多用户投诉收音机在中午阳光暴晒后就不能正常工作了,于是摩托罗拉开始寻找替代材料。这就是由于锗本身不耐高温缺陷导致的。锗在受热之后会变成本征态,双极结型晶体管不能再继续工作了。还有就是锗在地壳中的含量为一百万分之七,相比于氧、硅等常见元素要少很多,这就造成了较高的制造成本,尤其是电子设备都是百万千万甚至是上亿级别的出货量,这就会造成非常大的成本压力。此外锗的氧化物非常不稳定,以及锗的禁带宽度只有0.66eV,这就导致锗晶体管非常容易被击穿。

为什么选择硅呢?

因为硅具有以下优点,非常适合应用在电子元器件上。

1.硅的结构是晶体状,这就使硅具有很好的稳定性和强度;

2.硅的带隙更大,具有更好的热稳定性,比较耐高温;

3.硅的价格便宜,硅都是沙子提炼出来的,硅晶体管的制作工艺虽然复杂,但是原料接近成本价。

硅和锗储量相差巨大。

地壳中的元素丰度,硅是27.8%左右,也就是四分之一还多,锗是1.8ppm,也就是百万分之1.8,两者相差14万倍之多。硅可以由储量很丰富的石英提取,而锗只能在煤烟灰当中找到极微量。从这一点看,锗就不适合做CPU,自然界储量太稀少,提炼太复杂,不用说,价格是天价,平民无缘使用。

因此,如果用锗做半导体,成本巨高、性能巨差,没有低成本性能好的配套工艺技术供使用,不适合制造CPU一类器件。


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