1. Silizium kann zu großen, reinen Einkristallen mit sehr wenigen Defekten wachsen.
Dies bedeutet, dass viele Chips aus einem Siliziumwafer geschnitten werden können, wodurch die Kosten für einen einzelnen Chip gesenkt werden. Selbst wenn es Chips aus anderen Materialien mit überlegener Leistung gibt, ist ihre Anwendung in der Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefonen begrenzt, wenn der Preis zu hoch ist, beispielsweise mehrere Zehntausend Dollar pro Stück.
2. Die Einkristalleigenschaften von Silizium gewährleisten die gleichbleibende Leistung der hergestellten Transistoren.
Dies ist entscheidend für die Konsistenz und Zuverlässigkeit der Milliarden von Transistoren in modernen Chips und vermeidet das Problem instabiler Transistorschaltung.
3. Silizium hat gute mechanische Eigenschaften.
Dadurch können Siliziumwafer der Handhabung und Verarbeitung während der Herstellung standhalten, ohne leicht zu brechen.
4. Die Oxidschicht von Silizium ist ein ausgezeichnetes Isoliermaterial.
Die von Silizium in der Luft auf natürliche Weise gebildete Oxidschicht schützt nicht nur den Siliziumwafer, sondern eignet sich auch gut als dielektrische Schicht bei der Herstellung von Geräten mit einer großen Bandlücke, einer guten Bandausrichtung und wenigen Grenzflächenzuständen, wodurch eine geringe Leckage und eine hohe Zuverlässigkeit.
5. Silizium hat eine geeignete Bandstruktur.
Seine moderate Bandlücke macht Silizium sowohl leitfähig als auch isolierend, im Gegensatz zu Graphen, das eine komplexe Bandtechnik erfordert, um eine bestimmte Bandlücke zu erreichen.
6. Silizium ist leicht zu dotieren und kann Halbleiter vom N-Typ und P-Typ erzeugen.
Dadurch kann Silizium gleichzeitig Elektronen und Löcher leiten und verfügt über eine gute Mobilität, sodass NFET und PFET zur Realisierung der CMOS-Technologie hergestellt werden können.
7. Silizium kann stark dotiert werden, um einen guten ohmschen Kontakt zu bilden und den Kontaktwiderstand zu verringern.
Gleichzeitig kann Silizium auch Metallsilizide mit Metallen wie Ti, Co und W bilden, um den parasitären Widerstand weiter zu reduzieren.
Silizium ist eine wertvolle Ressource, die uns die Natur schenkt, und die einzige Wahl für Halbleitermaterialien.
