鍺集成電路

A. 鍺是導體還是半導體為什麼

固體按照導電類型劃分為導體，絕緣體和半導體；通俗地講，半導體是這樣一種物質，其導電能力處於導體和絕緣體之間。鍺就是這樣的物質，所以鍺是半導體。另外鍺還是人們最早研究的半導體之一，所謂的第一代半導體。而現在硅是主要的半導體材料，廣泛用於集成電路和半導體器件中

B. 世界上第一顆硅基集成電路的發明人是誰

傑克·基爾比。

1958年9月，美國德州儀器公司的青年工程師傑克·基爾比（Jack Kilby），成功地將包括鍺晶體管在內的五個元器件集成在一起，基於鍺材料製作了一個叫做相移振盪器的簡易集成電路。

並於1959年2月申請了小型化的電子電路（Miniaturized Electronic Circuit）專利（專利號為No.31838743，批准時間為1964年6月26日），這就是世界上第一塊鍺集成電路。

(2)鍺集成電路擴展閱讀：

個人經歷

1947年～1958年中央實驗室，威斯康星州，密爾沃基；1958年～1970年德州儀器公司，德克薩斯州，達拉斯；1970年11月自德州儀器公司離職，但繼續為其擔任兼職顧問；

1978年～1984年德克薩斯農工大學，電機工程學特聘教授傑克·基爾比在這本筆記本里記下了他關於第一塊集成電路的成功構思。1958年的傑克·基爾比，發明了世界第一塊集成電路。傑克·基爾比的第一個集成電路只包含一個單個的晶體管和其它的組件。

傑克基爾比正在研究300mm圓片。傑克·基爾比在基爾比研究中心的實驗室里。傑克·基爾比發明的集成電路幾乎成為今天每個電子產品的必備部件，從手機到數據機，再到網路游戲終端，這個小小的晶元改變了世界。

C. 為什麼現在很少見到鍺二極體或三極體了，而硅晶體管卻很常見。

鍺管耐壓低，結受溫度影響變化大，電流導通小，而硅管就不同了，結受溫度變化影響極小，電流導通大，耐壓高，除硅二三極體外，常用大電流二極體，可控硅管等，現代大規模集成電路，晶元，太陽能電池板等大量使用。

D. 硅二極體為什麼後來可以全面代替了鍺二極體

鍺二極體是半導體技術發展的初期的產品。由於當時的技術和材料的原因，才生產了鍺二極體。但因為反向耐壓太小，工作電流也很小等諸多缺陷，才被硅二極體所代替了。這也是電子技術發展的必然。在生產硅二極和三極體的當時，還不能生產集成電路呢，可現在，集成電路成了最基本的電子器件了，這才是電子技術不斷飛速的發展過程。

E. 鍺是一種重要的半導體材料,基態鍺原子的價層電子排布圖

電子排布式書寫時，要由內到外按電子亞層順序書寫。

鍺電子排布:

所以鍺的電子排布才應該是：2（1s2），8（2s2+2p6），18（3s2+3p6+3d10），4（4s2+4p2）。

所以鍺的基態原子電子排布式：1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p2。

鍺：鍺(舊譯作鈤 )是一種化學元素，它的化學符號是Ge，原子序數是32。在化學元素周期表中位於第4周期、第IVA族。它是一種灰白色類金屬，有光澤，質硬，屬於碳族，化學性質與同族的錫與硅相近。在自然中，鍺共有五種同位素，原子量在70至76之間。它能形成許多不同的有機金屬化合物。

半導體材料:半導體材料(semiconctor material)是一類具有半導體性能(導電能力介於導體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ·cm~1GΩ·cm范圍內)、可用來製作半導體器件和集成電路的電子材料。

元素半導體 在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布著11種具有半導性半導體材料的元素，C、P、Se具有絕緣體與半導體兩種形態;B、Si、Ge、Te具有半導性;Sn、As、Sb具有半導體與金屬兩種形態。P的熔點與沸點太低,Ⅰ的蒸汽壓太高、容易分解，所以它們的實用價值不大。As、Sb、Sn的穩定態是金屬，半導體是不穩定的形態。B、C、Te也因制備工藝上的困難和性能方面的局限性而尚未被利用。因此這11種元素半導體中只有Ge、Si、Se 3種元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半導體材料中應用最廣的兩種材料。

F. 集成電路是誰發明的

​集成電路是不是誰發明的，是科技進步的產物。

集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、二極體、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比（基於硅的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基於鍺的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。

集成電路具有體積小、重量輕、引出線和焊接點少、壽命長、可靠性高、性能好等優點，同時成本低，便於大規模成產。它不僅在工、民用電子設備如電視機計算機等方面得到廣泛的應用，同時在軍事通信等方面也得到廣泛應用。

發展
總體來看，IC設計業與晶元製造業所佔比重呈逐年上升的趨勢，2010年已分別達到25.3%和31%;封裝測試業所佔比重則相應下降，2010年為43.7%，但其所佔比重依然是最大的。

據《中國集成電路封裝行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》顯示，在產業規模快速增長的同時，IC 設計、晶元製造和封裝測試三業的格局也正不斷優化。2010年，國內IC設計業同比增速達到34.8%，規模達到363.85億元;晶元製造業增速也達到31.1%，規模達到447.12億元;封裝測試業增速相對稍緩，同比增幅為26.3%，規模為629.18億元。

目前，我國集成電路產業集群已初步形成集聚長三角、環渤海和珠三角三大區域的總體產業空間格局，2010年三大區域集成電路產業銷售收入佔全國整體產業規模的近95%。集成電路產業基本分布在省會城市和沿海的計劃單列市，並呈現「一軸一帶」的分布特徵，即東起上海、西至成都的沿江發展軸以及北起大連、南至深圳的沿海產業帶，形成了北京、上海、深圳、無錫、蘇州和杭州六大重點城市。

去年年初，國務院發布了《國務院關於印發進一步鼓勵軟體產業和集成電路產業發展若干政策的通知》，從財稅、投融資、研發、進出口、人才、知識產權等方面給予集成電路產業諸多優惠，政策覆蓋范圍從設計企業與生產企業延伸至封裝、測試、設備、材料等產業鏈上下游企業，產業發展政策環境進一步好轉。前瞻網《中國集成電路行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》表示，根據國家規劃，到2015年國內集成電路產業規模將在2010年的基礎上再翻一番，銷售收入超過3000億元，滿足國內30%的市場需求。晶元設計能力大幅提升，開發出一批具有自主知識產權的核心晶元，而封裝測試業進入國際主流領域。「十二五」期間，中國集成電路產業將步入一個新的黃金發展期。

G. 1、鍺材料二極體導通時，其兩端電壓為 伏。硅材料二極體導通時，其兩端電壓為 伏。

1、鍺材料二極體導通時，其兩端電壓為 0.3伏。硅材料二極體導通時，其兩端電壓為0.6伏 。
2、反向擊回穿區
3、管降大說明分壓答的電阻大，所以是大。
4、是的，理想二極體反向電阻無窮大。
5、是的，實際的二極體反向電阻有限，所以電壓過大擊穿後，電流迅速上升。
6、是的。三極體有三種工作狀態，是放大，截止和飽和
7、場效應管才是電壓控制元件，而三極體是電流控制元件；標號是對的
8、be正偏 bc反偏時處於放大區，做選c
9、是的。共集電極 放大電路輸出電阻是最小的
10、是的，因為相位相同所以疊加增強，所以是正反饋。
11、電容或光電耦合可以解決。
12、數字電子集成電路。

H. 二極體鍺與硅材料哪個質量好

無所謂那個好，要看實際用途。

做晶體管或者集成電路，硅更適合一些，原因在於：
1 硅的禁帶寬度比鍺寬，因此受溫度影響比鍺小。
2 硅的氧化物十分穩定，可以低成本的解決掩蔽層絕緣問題，因此可以實現平面的集成電路，而鍺一般只有合金管，無法形成集成電路。
3 硅的氧化物適於做柵介質材料，因此可以做MOS結構，而MOS結構是現代數字電路的基礎。
4 硅很便宜，沙子而已，鍺很貴。

鍺在特定的用途比硅好用，例如霍爾系數比硅高，更適合探測磁場。

對於二極體，硅的優勢在於反壓高，漏電小，溫度穩定性高。鍺的優勢在於導通壓降低，但現在已被硅的肖特基二極體超越。

I. 為什麼硅半導體會取代鍺成為工業主流原料

硅：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）硅的地球儲量很大,所以原料成本低廉.
2）硅的提純工藝歷經60年的發展,已經達到目前人類的最高水平.
3）Si/SiO2 的界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界面.
4）關於硅的摻雜和擴散工藝,研究得十分廣泛,前期經驗很多.
不足：硅本身的電子和空穴遷移速度在未來很難滿足更高性能半導體器件的需求.氧化硅由於介電常數較低,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.硅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,是硅的四倍；電子遷移率是硅的兩倍.
2）禁帶寬度比較小,有利於發展低電壓器件.
3）施主/受主的激活溫度遠低於硅,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）小的禁帶寬度,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,它和介電材料的界面容易發生氧化還原反應,生成GeO,產生較多缺陷,進而影響材料的性能；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,但是通過借鑒研究硅材料獲得的經驗,相信會在不久的將來克服.

J. 什麼叫做集成電路

集成電路（integrated circuit）是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母「IC」表示。集成電路發明者為傑克·基爾比（基於鍺（Ge）的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基於硅（Si）的集成電路）。當今半導體工業大多數應用的是基於硅的集成電路。

集成電路或稱微電路（microcircuit）、微晶元（microchip）、晶元（chip）在電子學中是一種把電路（主要包括半導體裝置，也包括被動元件等）小型化的方式，並通常製造在半導體晶圓表面上。

前述將電路製造在半導體晶元表面上的集成電路又稱薄膜（thin-film）集成電路。另有一種厚膜（thick-film）混成集成電路（hybrid integrated circuit）是由獨立半導體設備和被動元件，集成到襯底或線路板所構成的小型化電路。

單片（monolithic）集成電路，即薄膜集成電路。

集成電路具有體積小，重量輕，引出線和焊接點少，壽命長，可靠性高，性能好等優點，同時成本低，便於大規模生產。它不僅在工、民用電子設備如收錄機、電視機、計算機等方面得到廣泛的應用，同時在軍事、通訊、遙控等方面也得到廣泛的應用。用集成電路來裝配電子設備，其裝配密度比晶體管可提高幾十倍至幾千倍，設備的穩定工作時間也可大大提高。

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