1樓：hi漫海
矽：作為現在最廣泛應用的半導體材料,它的優點是多方面的.
1）矽的地球儲量很大,所以原料成本低廉.
2）矽的提純工藝歷經60年的發展,已經達到目前人類的最高水平.
3）si/sio2 的介面可以通過氧化獲得,非常完美.通過後退火工藝可以獲得極其完美的介面.
4）關於矽的摻雜和擴散工藝,研究得十分廣泛,前期經驗很多.
不足：矽本身的電子和空穴遷移速度在未來很難滿足更高效能半導體器件的需求.氧化矽由於介電常數較低,當器件微小化以後,將面臨介電材料擊穿的困境,尋找替代介電材料是當務之急.
矽屬於間接帶隙半導體,光發射效率不高.
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鍺：作為最早被研究的半導體材料,帶給我們兩個諾貝爾獎,第一個transistor和第一個ic.鍺的優點是：
1）空穴遷移率最大,是矽的四倍；電子遷移率是矽的兩倍.
2）禁頻寬度比較小,有利於發展低電壓器件.
3）施主/受主的啟用溫度遠低於矽,有利於節省熱預算.
4）小的波爾激子半徑,有助於提高它的場發射特性.
5）小的禁頻寬度,有助於組合介電材料,降低漏電流.
缺點也比較明顯：鍺屬於較為活潑的材料,它和介電材料的介面容易發生氧化還原反應,生成geo,產生較多缺陷,進而影響材料的效能；鍺由於儲量較少,所以直接使用鍺作襯底是不合適的,因此必須通過geoi（絕緣體上鍺）技術,來發展未來器件.該技術存在一定難度,但是通過借鑑研究矽材料獲得的經驗,相信會在不久的將來克服.
2樓：老瓢蟲
20世紀50年代單晶矽材料的出現，使半導體電晶體從鍺向矽發展，進一步矽積體電路的研製成功，導致了電子工業革命，促使微電子技術和計算機技術得到了飛速發展。
通過摻雜這種手段，終於誕生了一個偉大的發明——電晶體。通過將矽晶體上很多電晶體連線在一起，就組成了積體電路晶片，它是所有電腦、「智慧」家電和其他很多裝置的核心。也許不是人人知道，在半導體工業發展的初期，唱主角的並不是矽，而是另一種半導體——鍺。
矽之所以能超越鍺而佔了上風，除了因為其資源極為豐富，易於獲得外，還在於它很容易形成穩定的氧化矽薄膜。這種薄膜不但可以對晶片起到很好的絕緣和保護作用，而且很容易在晶片中產生絕緣區，這是因為氧化矽具有很高的化學穩定性，可以抵抗溫度的急劇變化，使氧化膜下面的矽晶體得到很好的保護，而不會像氧化鐵那樣——鐵鏽只能使鐵器的鏽蝕情況更加嚴重。
3樓：專注夢幻十年
還有就是矽的禁頻寬度比鍺大，能夠更加有效的設定雜質能級
4樓：
si的儲存量比鍺高多了，比較容易提煉，而且比較便宜，美國著名的矽谷就是因此而出名的．
5樓：哈哈欠為你違逆
矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足（僅次於氧），氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽，關鍵在於「鍺」的分佈特別的分散，幾乎沒有比較集中的鍺礦，這就為開採鍺增加了巨大的難度。
矽的儲量不僅充足開採也十分方面，而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。
「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高，尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體，且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦，且溶於水。
除此之外，「鍺」在高溫下極不穩定，比矽重且易碎。
6樓：
老瓢蟲 你能不能發表一點你的言論；
我發現你的回答都是copy網頁。
為什麼cpu只用矽做，卻不用能耗更低的鍺來做？
7樓：不惑少女小妖精
鍺雖然也有優點（比如開啟電壓、載流子遷移率），但它的幾個缺點是很難克服的。
8樓：哈哈噠噠麼麼哈
因為矽使用效率高，所以選擇矽這款材料
9樓：小乙影視
一來你要考慮到與現有工藝的相容性，二來要能在技術上實現可控成本下的量產，最後，材料本身又不能太難取得。
10樓：匿名使用者
因為矽的使用效率更好，而且比較便宜
11樓：見切如風
因為矽相對而言**低一點，而且量大，適合量產
12樓：不服輸的黑巖
因為矽是價效比最高的了，適合大規模製造
13樓：
電壓更低,意味發熱量更少
14樓：丨擇城
矽這種材料價效比比較高
15樓：哇咔咔
很大一個問題就是鍺的氧化物不穩定
16樓：人生有你不同
據說鍺有些缺點是不好掌握的
17樓：哈哈欠為你違逆
矽元素在地殼中的儲量十分驚人且非常充足（僅次於氧），氧矽鋁鐵鈣……「鍺」的儲量當然比不上氧和矽，關鍵在於「鍺」的分佈特別的分散，幾乎沒有比較集中的鍺礦，這就為開採鍺增加了巨大的難度。
矽的儲量不僅充足開採也十分方面，而「鍺」卻因為分散而增加了難度且需要耗費更多的產能。
「矽」的穩定性相對來說比「鍺」更高，尤其是它們的氧化物更是如此。二氧化矽是緻密的絕緣體，且不溶於水。但氧化鍺就比較蓬鬆啦，且溶於水。
除此之外，「鍺」在高溫下極不穩定，比矽重且易碎。
為什麼矽基半導體會發展起來呢？比別的材料，比如ge能有什麼優點呢
18樓：匿名使用者
矽半導體器件比鍺半導體器件的漏電流要小的多，這是它成為主流半導體材料的主要原因。 另外矽元素在地殼中的儲藏量巨大，這也是原因之一，因為砷化鎵材料的效能更好，但是由於儲藏量和生產成本的原因就不能成為主流材料。
19樓：匿名使用者
最主要是儲量大，便宜，工藝比較成熟，表面的二氧化矽是天然的鈍化層~
單純從電學效能看其實沒啥優勢，所謂的優勢都是由於它的工藝比較成熟的結果
為什麼選用最外層電子為四的矽和鍺作為半導體材料？
20樓：守護迷途
是因為發現這些材料在一定工藝下生產的電子元件有半導體特性，才能作為半導體材料。
從微觀角度來說矽為什麼可以作半導體材料
21樓：匿名使用者
因為晶體矽具有一個非常重要的特性——單方向導電，也就是說，電流只能從一端流向另一端，製作半導體器件的原材料就需要具有有這種特有的特性材料。
多角度解釋：
（1）熱敏性 半導體材料的電阻率與溫度有密切的關係.溫度升高,半導體的電阻率會明顯變小.例如純鍺（ge）,溫度每升高10度,其電阻率就會減少到原來的一半.
（2）光電特性 很多半導體材料對光十分敏感,無光照時,不易導電；受到光照時,就變的容易導電了.例如,常用的硫化鎘半導體光敏電阻,在無光照時電阻高達幾十兆歐,受到光照時電阻會減小到幾十千歐.半導體受光照後電阻明顯變小的現象稱為「光導電」.
利用光導電特性製作的光電器件還有光電二極體和光電三極體等.
近年來廣泛使用著一種半導體發光器件--發光二極體,它通過電流時能夠發光,把電能直接轉成光能.目前已製作出發黃,綠,紅,藍幾色的發光二極體,以及發出不可見光紅外線的發光二極體.
另一種常見的光電轉換器件是矽光電池,它可以把光能直接轉換成電能,是一種方便的而清潔的能源.
（3）攙雜特性 純淨的半導體材料電阻率很高,但摻入極微量的「雜質」元素後,其導電能力會發生極為顯著的變化.例如,純矽的電阻率為214×1000歐姆/釐米,若摻入百萬分之一的硼元素,電阻率就會減小到0.4歐姆/釐米.
因此,人們可以給半導體摻入微量的某種特定的雜質元素,精確控制它的導電能力,用以製作各種各樣的半導體器件
半導體的導電效能比導體差而比絕緣體強.實際上,半導體與導體、絕緣體的區別在不僅在於導電能力的不同,更重要的是半導體具有獨特的效能（特性）.
1． 在純淨的半導體中適當地摻入一定種類的極微量的雜質,半導體的導電效能就會成百萬倍的增加—-這是半導體最顯著、最突出的特性.例如,電晶體就是利用這種特性製成的.
2． 當環境溫度升高一些時,半導體的導電能力就顯著地增加；當環境溫度下降一些時,半導體的導電能力就顯著地下降.這種特性稱為「熱敏」,熱敏電阻就是利用半導體的這種特性製成的.
3． 當有光線照射在某些半導體時,這些半導體就像導體一樣,導電能力很強；當沒有光線照射時,這些半導體就像絕緣體一樣不導電,這種特性稱為「光敏」.例如,用作自動化控制用的「光電二極體」、「光電三極體」和光敏電阻等,就是利用半導體的光敏特性製成的.
由此可見,溫度和光照對電晶體的影響很大.因此,電晶體不能放在高溫和強烈的光照環境中.在電晶體表面塗上一層黑漆也是為了防止光照對它的影響.
最後,明確一個基本概驗：所謂半導體材料,是一種晶體結構的材料,故「半導體」又叫「晶體」.
p性半導體和n型半導體----前面講過,在純淨的半導體中加入一定型別的微量雜質,能使半導體的導電能力成百萬倍的增加.加入了雜質的半導體可以分為兩種型別：一種雜質加到半導體中去後,在半導體中會產生大量的帶負電荷的自由電子,這種半導體叫做「n型半導體」（也叫「電子型半導體」）；另一種雜質加到半導體中後,會產生大量帶正電荷的「空穴」,這種半導體叫「p型半導體」（也叫「空穴型半導體」）.
例如,在純淨的半導體鍺中,加入微量的雜質銻,就能形成n型半導體.同樣,如果在純淨的鍺中,加入微量的雜質銦,就形成p型半導體.
一個pn結構成晶體二極體----設法把p型半導體（有大量的帶正電荷的空穴）和n型半導體（有大量的帶負電荷的自由電子）結合在一起,見圖1所示.
圖1 在p型半導體的n型半導體相結合的地方,就會形成一個特殊的薄層,這個特殊的薄層就叫「pn結」.晶體二極體實際上就是由一個pn結構成的（見圖1）.
例如,收音機中應用的晶體二極體,其觸絲（即觸針）部分相當於p型半導體,n型鍺片就是n型半導體,他們之間的接觸面就是pn結.p端（或p端引出線）叫晶體二極體的正端（也稱正極）.n端（或n端引出線）叫晶體二極體的負端（也稱負極）.
如果像圖2那樣,把正端連線電池的正極,把負端接電池的負極,這是pn結的電阻值就小到只有幾百歐姆了.因此,通過pn結的電流（i=u/r）就很大.這樣的連線方法（圖2a）叫「正向連線」.
正向連線時,電晶體二極體（或pn結）兩端承受的電壓叫「正向電壓」；處在正向電壓下,二極體（或pn結）的電阻叫「正向電阻」,在正向電壓下,通過二極體（或pn結）的電流叫「正向電流」.很明顯,因為晶體二極體的正向電阻很小（幾百歐姆）,在一定正向電壓下,正向電流（i=u/r）就會很大----這表明在正向電壓下,二極體（或pn結）具有像導體一樣的導電本領.
圖2a 圖2b
反過來,如果把p端接到電池的負極,n端接到電池的正極（見圖2b）.這時pn結的電阻很大（大到幾百千毆）,電流（i=u/r）幾乎不能通過二極體,或者說通過的電流很微弱.這樣的連線方法叫「反向連線」.
反向連線時,電晶體二極體（或pn結）兩端承受的電壓叫「反向電壓」；處在反向電壓下,二極體（或pn結）的電阻叫「反向電阻」,在反向電壓下,通過二極體（或pn結）的電流叫「反向電流」.顯然,因為晶體二極體的正向電阻很大（幾百千歐姆）,在一定的反向電壓下,正向電流（i=u/r）就會很小,甚至可以忽略不計,----這表明在一定的反向電壓下,二極體（或pn結）幾乎不導電.
上敘實驗說明這樣一個結論：晶體二極體（或pn結）具有單向導電特性.
晶體二極體用字母「d」代表,在電路中常用圖3的符號表示,即表示電流（正電荷）只能順著箭頭方向流動,而不能逆著箭頭方向流動.圖3是常用的晶體二極體的外形及符號.
圖3 利用二極體的單向導電性可以用來整流（將交流電變成直流電）和檢波（從高頻或中頻電訊號取出音訊訊號）以及變頻（如把高頻變成固定的中頻465千周）等.
pn結的極間電容----pn結的p型和n型兩快半導體之間構成一個電容量很小的電容,叫做「極間電容」（如圖4所示）.由於電容抗隨頻率的增高而減小.所以,pn結工作於高頻時,高頻訊號容易被極間電容或反饋而影響pn結的工作.
但在直流或低頻下工作時,極間電容對直流和低頻的阻抗很大,故一般不會影響pn結的工作效能.pn結的面積越大,極間電容量越大,影響也約大,這就是面接觸型二極體（如整流二極體）和低頻三極體不能用於高頻工作的原因
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