半导体无油空压机选用水润滑空压机

　　半导体产业无疑是国内未来10年，急需突破技术封锁的行业。在全球半导体产业中，国内的半导体行业发展较晚，在各个行业逐渐突破技术封锁的过程中，半导体企业也是逐渐扩大产业规模，在半导体产业中“水润滑空压机”的“无油压缩空气”是有起到发展的重要作用。

　　半导体工业常用的气体，比如二氧化碳、氩气、氮气等，水润滑空压机可以压缩多种特殊气体，有需要可以电话咨询我们“上海格兰克林集团”。

　　什么是半导体?

　　先说说什么半导体。从材料的角度上看：半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。像日常生活中的铜线，铝线是导体，而橡胶之类是绝缘体。从导电性来看：半导体是指一种导电性可控，范围从绝缘体到导体之间。

　　半导体的四个特性：

　　半导体的发现最早可以追溯到1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，这是半导体现象的首次发现。

　　法拉第

　　但是对于半导体的特性的总结要到了1947年12月才由贝尔实验室完成。

　　温度上升，电阻下降：半导体的电阻是随着温度的上升而降低，但是，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加的。

　　光生伏特效应：半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压。

　　光电导效应：半导体在光照的情况下，会增加导电性。

　　整流效应：半导体的导电性具有方向性，和所加的电场的方向有关。在半导体的两端加一个正向电压，它是导通的;如果把电压极性反过来，它就不导电。

　　最初的王者并不是硅

　　在半导体芯片的早期，硅并不是主角，锗才是。第一个晶体管是锗基晶体管，而且第一个集成电路芯片是锗芯片。

　　锗

　　第一个晶体管是由巴丁和布拉顿发明的，他们发明的是双极晶体管(BJT)，第一个P/N结二极管是由肖克利发明的，而且，肖克利设计的这种结型立即成了BJT的标准结构，并服役至今。他们三个也在1956年获得了当年的诺贝尔物理学奖。

　　肖克利，巴顿，布拉顿

　　晶体管可以简单地理解为一种微型的开关，根据半导体的特性，在半导体中掺入磷元素可以形成N型半导体，掺入硼元素可以形成P型半导体。而N型半导体和P型半导体进行组合，就形成了电子芯片当中的重要结构--PN结;这样就可以完成特定的逻辑运算(比如与门、或门、非门等等)

　　不过锗，有些很不好解决的问题，诸如，半导体的界面缺陷很多，热稳定性不好，氧化物不够致密。而且，锗是一种稀有元素，在地壳中的含量仅为一百万分之七，锗矿分布还非常分散。正是由于锗非常稀少，分布不集中，导致锗的原材料成本居高不下;物以稀为贵，原料成本高，锗晶体管也便宜不到哪儿去，所以锗晶体管很难大规模生产。

　　所以，研究者，将研究的目光往上跳了一级，看中了硅元素。可以这样说锗所有的先天不足都是硅的先天优势。

　　硅是仅次于氧第二丰富的元素，但是你基本上无法在自然界找到硅单质，其最常见的化合物是二氧化硅和硅酸盐。而其中二氧化硅又是沙子的主要成分之一。此外，长石、花岗石、石英等化合物都是基于硅-氧化合物。

　　硅的热稳定性不错，有着致密、高介电常数的氧化物，可以轻易制备出界面缺陷极少的硅-氧化硅界面。

　　氧化硅不溶于水(氧化锗溶于水)，也不溶于大多数的酸，这简直是和印刷电路板的腐蚀印刷技术一拍即合。结合的产物，就是延续至今的集成电路平面工艺。

　　硅晶柱

　　硅的上位历程

　　创业失败：据说，肖克利这是看到了当时还没有人成功制作出硅晶体管，有着巨大的市场机会;所以在1956年，他才离开贝尔实验室，去加州创办自己的公司。可惜的是，肖克利并不是一个好的企业家，企业管理的水平和他的学术水平相比就是一个傻子。所以肖克利本人没有完成硅替代锗的宏愿，他的后半生的舞台是斯坦福大学的讲台。在成立一年之后，他所招募的八个有才华的年轻人集体叛变了他，而硅替代锗的宏愿，也将由“八叛徒”完成。

　　硅晶体管的兴起

　　在“八叛徒”创建仙童半导体公司之前，当时，锗晶体管是晶体管市场的绝对主流，1957年美国制造了近3000万个晶体管，硅晶体管仅有100万个，锗晶体管有近2900万个。德州仪器凭借20%的市场份额，成为晶体管市场的巨头。

　　八叛徒和仙童半导体公司

　　市场上最大的客户美国政府和军方，他们想将芯片大量运用在火箭和导弹上，增大宝贵的发射负荷，提高控制终端的可靠性。但晶体管也将面临高温、剧烈振动导致的恶劣工作环境。

　　在温度方面，锗首先败下阵来：锗晶体管能耐受的温度只有80℃，而军方的要求是在200℃也能稳定运行。能扛住这个温度的，也只有硅晶体管了。

　　传统的硅晶体管

　　仙童发明了硅晶体管的制作工艺，使得硅晶体管的制造变得和印刷书籍一样简单，高效，而且在价格方面比锗晶体管便宜很多。仙童的硅晶体管的制作流程大致如下：

　　首先，手工画出布局图，图有时大到能占一面墙，然后把图拍摄下来，缩小成一张小小的透光片，透光片往往有两道三张，每张代表一层电路;

　　其次，在切片打磨光滑的硅片上涂上一层感光材料，用紫外线/激光将透光片上的电路图案投射到硅片上;

　　第三，透光片上黑暗部分的区域和线条会在硅片上留下未曝光的图案，用酸液清洗这些没有曝光的图案，然后加入半导体杂质(扩散技术)，或者镀上金属导体;

　　第四，对每张透光片重复上面三个步骤，可以在硅晶圆上得到大批晶体管，由女工在显微镜下切割后连接上导线，然后封装、测试、出售。

　　随着硅晶体管的大量上市，八叛徒创建的仙童公司跻身成为可以和德州仪器这样的巨头公司并肩。

　　重要的推手—英特尔

　　真正总结锗的统治地位，还是随后集成电路的发明。当时有两条技术路线，一个是德州仪器的锗晶片的集成电路，一个是仙童公司的硅晶片的集成电路。一开始两家对于集成电路的专利的归属权闹得很凶，不过之后，专利局都承认两家对于集成电路专利的拥有权。

　　但是，由于仙童的工艺更加先进，成为了集成电路的标准，并持续的使用至今。后来，集成电路的发明者---诺伊斯和摩尔定律的提出者—摩尔离开了仙童半导体公司顺便说一句他们都是“八叛徒”的成员。他们和格鲁夫一起创建了现在世界上最大的半导体芯片公司—Intel。

　　在随后的发展中，英特尔公司力推硅芯片。先后击败德州仪器、摩托罗拉、IBM等巨头，成为半导体存储和CPU领域王者。

　　随着英特尔成为行业霸主，硅也彻底终结锗，曾经圣塔克拉拉谷，也被改称为“硅谷”。从此在大众的认识中：硅芯片就等于半导体芯片。

　　虽然，锗退出芯片领域，但它仍然是一种重要的半导体材料，在其他的领域仍旧有着不可取代的地位。

　　总结：

　　硅可以取代锗在芯片上的统治地位，成为当下半导体芯片制备的主要材料。不但是硅在物理、化学性质以及在储量上的优势;还在于人们对于技术创新的不断追求。