单晶硅具有准金属的物理性质,有较弱的导电性,其电导率随温度的升高而增加;有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA族元素,如硼可提高其导电的程度,而形成P型硅半导体;如掺入微量的ⅤA族元素,如磷或砷也可提高导电程度,形成N型硅半导体。
硅单晶制备,需要实现从多晶到单晶的转变,即原子由液相的随机排列直接转变为有序阵列,由不对称结构转变为对称结构。这种转变不是整体效应,而是通过固液界面的移动逐渐完成的,为实现上述转化过程,多晶硅就要经过固态硅到熔融态硅,再到固态晶体硅的转变,这就是从熔融硅中生长单晶硅所要遵循的途径。目前应用广泛的有两种,坩埚直拉法和无坩埚悬浮区熔法,这两种方法得到的单晶硅分别称为CZ硅和FZ硅。
已能集成4000多万个晶体管。这是何等精细的工程!这是多学科协同努力的结晶,是科学技术进步的又一个里程碑。
微电子技术正在悄悄走进航空、航天、工业、农业和国防,也正在悄悄进入每一个家庭。小小硅片的巨大“魔力”是我们的前人根本无法想象的。
硅片制成的芯片是有名的“神算子”,有着惊人的运算能力。无论多么复杂的数学问题、物理问题和工程问题,也无论计算的工作量有多大,工作人员只要通过计算机键盘把问题告诉它,并下达解题的思路和指令,计算机就能在极短的时间内把答案告诉你。这样,那些人工计算需要花费数年、数十年时间的问题,计算机可能只需要几分钟就可以解决。甚至有些人力无法计算出结果的问题,计算机也能很快告诉你答案。