为什么硅仍然是今朝半导体衬底的首选材料？_成本_热稳固性

1. 半导体特性

硅是一种非常精良的半导体材料，其带隙为1.12 eV，适中且适宜多数电子器件的事情需求。
硅的电子迁移率和空穴迁移率也较为空想，适宜制造高性能的芯片。

2. 晶体构造

硅能够通过直拉法（Czochralski法）和区熔法等工艺制备出高质量的大尺寸单晶。
硅晶体构造完善，晶格毛病少，有利于生产高性能的集成电路。

图：硅晶圆的生产过程

3. 本钱

硅是地壳中含量第二丰富的元素（约占26.7%），其原材料（石英）非常丰富且廉价。
相较于其他半导体材料如砷化镓（GaAs）和碳化硅（SiC），硅的提取和制备本钱显著较低。

4. 加工性

硅具有良好的机器强度和化学稳定性，能够承受繁芜的制造工艺。
现有的半导系统编制造工艺（光刻、扩散、离子注入等）都是基于硅材料开拓的，因此硅晶圆的加工工艺成熟且本钱低。

5. 热稳定性

硅在高温下具有精良的稳定性，能够在高达1100°C的温度下保持其晶体构造和性能稳定。
这使得硅能够适应当代芯片制造中高温工艺步骤的需求。

二. 其他材料的寻衅？

只管有其他材料如砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等，它们也具备优秀的半导体特性，但它们在本钱、加工性、热稳定性等方面存在一些寻衅：

砷化镓（GaAs）：电子迁移率高，但材料脆性大，制造本钱高，且不易制备大尺寸单晶。

碳化硅（SiC）：带隙宽，适宜高温高压运用，但晶体成长困难，本钱高。

氮化镓（GaN）：具有优秀的电子特性和热稳定性，但材料合成繁芜，本钱高。

实在，硅作为半导体材料具有多方面的上风，包括良好的半导体特性、高质量的晶体构造、低廉的本钱、成熟的加工工艺和精良的热稳定性。
这些成分使得硅成为制造芯片的首选材料，只管在特定运用领域其他材料也有其独特的上风。

<以上，完结。
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编辑：炫列

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