1. Кремний может вырасти в большие чистые монокристаллы с очень небольшим количеством дефектов.
Это означает, что из кремниевой пластины можно вырезать множество чипов, что снижает стоимость одного чипа. Даже если существуют чипы из других материалов с превосходными характеристиками, если цена будет слишком высокой, например, десятки тысяч долларов за штуку, то их применение в бытовой электронике, такой как мобильные телефоны, будет ограничено.
2. Монокристаллические характеристики кремния обеспечивают стабильную работу изготовленных транзисторов.
Это имеет решающее значение для согласованности и надежности миллиардов транзисторов в современных чипах, позволяя избежать проблемы нестабильного переключения транзисторов.
3. Кремний обладает хорошими механическими свойствами.
Это позволяет кремниевым пластинам выдерживать обращение и обработку во время производства, не ломаясь.
4. Слой оксида кремния является отличным изоляционным материалом.
Оксидный слой, естественным образом образованный кремнием в воздухе, не только защищает кремниевую пластину, но также хорошо работает в качестве диэлектрического слоя при производстве устройств, поскольку имеет большую запрещенную зону, хорошее выравнивание зон и малое количество состояний интерфейса, тем самым обеспечивая низкую утечку и высокую надежность.
5. Кремний имеет подходящую зонную структуру.
Умеренная запрещенная зона делает кремний одновременно проводящим и изолирующим, в отличие от графена, который требует сложной инженерии зон для достижения определенной запрещенной зоны.
6. Кремний легко легировать, из него можно производить полупроводники N- и P-типа.
Это позволяет кремнию проводить электроны и дырки одновременно и обладает хорошей подвижностью, что позволяет производить NFET и PFET для реализации КМОП-технологии.
7. Кремний можно сильно легировать для формирования хорошего омического контакта и снижения контактного сопротивления.
В то же время кремний также может образовывать силициды металлов с такими металлами, как Ti, Co и W, для дальнейшего снижения паразитной устойчивости.
Кремний — ценный ресурс, данный нам природой, и единственный выбор полупроводниковых материалов.
