چرا از سیلیکون در ساخت تراشه استفاده می شود؟

بنابراین می توان رسانایی مواد نیمه هادی مانند سیلیکون را با افزودن عناصر خارجی به ساختار آنها تغییر داد. در واقع با افزودن یک عنصر خارجی به ساختار یک ماده نیمه هادی، تعداد حامل های شارژ رایگان در آن را تغییر می دهیم. این ویژگی در مواد دیگر مانند رساناها و مواد عایق وجود ندارد.

تا اینجا فهمیدیم که می‌توانیم رسانایی سیلیکون را با افزودن یک عنصر خارجی یا افزایش دمای آن افزایش دهیم. این ویژگی منحصر به فرد باعث شده است که سیلیکون پایه اصلی تمام وسایل برقی باشد.

شاید تعجب کنید که چرا از نیمه هادی های دیگر در ساخت تراشه های کامپیوتری استفاده نمی شود. ما نباید فراموش کنیم که سیلیکون به دلیل فراوانی بسیار ارزانتر از سایر نیمه هادی ها است. بنابراین مهمترین دلایل استفاده از سیلیکون در ساخت تراشه های کامپیوتری عبارتند از:

• فراوانیسیلیکون بعد از اکسیژن دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است و به راحتی و با هزینه کم قابل استخراج و خالص سازی است. این آن را به یک ماده ایده آل برای تولید تراشه در مقیاس بزرگ تبدیل می کند.
• خواص نیمه هادی: سیلیکون یک ماده نیمه هادی است. یعنی این عنصر می تواند به عنوان هادی و عایق عمل کند.
• کنترل آسان اتصال الکتریکیرسانایی الکتریکی سیلیکون را می توان با دوپینگ با عناصر دیگری مانند بور یا فسفر با دقت بالایی کنترل کرد.
• پایداریسیلیکون ماده ای بسیار پایدار است که در برابر تغییرات دما و فشار مقاوم است.
• توانایی رشد اکسید: سیلیکون می تواند به طور طبیعی یا با قرار دادن آن در اجاق، یک لایه اکسیدی بسیار نازک و با کیفیت روی سطح خود ایجاد کند. این لایه اکسیدی برای ساخت سازه های عایق و ترانزیستورها ضروری است.
• سازگاری با سایر موادسیلیکون با بسیاری از مواد مورد استفاده در تولید تراشه‌ها مانند فلزات، دی‌الکتریک‌ها و مقاوم‌کننده‌های نور سازگار است.

تا اینجا متوجه شدیم که چرا سیلیکون یک عنصر منحصر به فرد است و برای ساخت تراشه های کامپیوتری استفاده می شود. شاید فکر کرده باشید که از چه تراشه‌هایی ساخته شده‌اند و از چه سیلیکونی برای ساخت آن‌ها استفاده شده است.

تراشه های کامپیوتری که به عنوان مدارهای مجتمع (IC) نیز شناخته می شوند، اجزای پیچیده ای هستند که از میلیاردها ترانزیستور، سیم پیچ و سایر اجزای کوچک تشکیل شده اند. این اجزا با هم دستورالعمل ها را پردازش می کنند و کامپیوتر را قادر می سازند تا کار کند. ترانزیستورهای مورد استفاده در تراشه ها به طور انتخابی جریان الکتریکی را عبور می دهند.