锗集成电路

A. 锗是导体还是半导体为什么

固体按照导电类型划分为导体，绝缘体和半导体；通俗地讲，半导体是这样一种物质，其导电能力处于导体和绝缘体之间。锗就是这样的物质，所以锗是半导体。另外锗还是人们最早研究的半导体之一，所谓的第一代半导体。而现在硅是主要的半导体材料，广泛用于集成电路和半导体器件中

B. 世界上第一颗硅基集成电路的发明人是谁

杰克·基尔比。

1958年9月，美国德州仪器公司的青年工程师杰克·基尔比（Jack Kilby），成功地将包括锗晶体管在内的五个元器件集成在一起，基于锗材料制作了一个叫做相移振荡器的简易集成电路。

并于1959年2月申请了小型化的电子电路（Miniaturized Electronic Circuit）专利（专利号为No.31838743，批准时间为1964年6月26日），这就是世界上第一块锗集成电路。

(2)锗集成电路扩展阅读：

个人经历

1947年～1958年中央实验室，威斯康星州，密尔沃基；1958年～1970年德州仪器公司，德克萨斯州，达拉斯；1970年11月自德州仪器公司离职，但继续为其担任兼职顾问；

1978年～1984年德克萨斯农工大学，电机工程学特聘教授杰克·基尔比在这本笔记本里记下了他关于第一块集成电路的成功构思。1958年的杰克·基尔比，发明了世界第一块集成电路。杰克·基尔比的第一个集成电路只包含一个单个的晶体管和其它的组件。

杰克基尔比正在研究300mm圆片。杰克·基尔比在基尔比研究中心的实验室里。杰克·基尔比发明的集成电路几乎成为今天每个电子产品的必备部件，从手机到调制解调器，再到网络游戏终端，这个小小的芯片改变了世界。

C. 为什么现在很少见到锗二极管或三极管了，而硅晶体管却很常见。

锗管耐压低，结受温度影响变化大，电流导通小，而硅管就不同了，结受温度变化影响极小，电流导通大，耐压高，除硅二三极管外，常用大电流二极管，可控硅管等，现代大规模集成电路，芯片，太阳能电池板等大量使用。

D. 硅二极管为什么后来可以全面代替了锗二极管

锗二极管是半导体技术发展的初期的产品。由于当时的技术和材料的原因，才生产了锗二极管。但因为反向耐压太小，工作电流也很小等诸多缺陷，才被硅二极管所代替了。这也是电子技术发展的必然。在生产硅二极和三极管的当时，还不能生产集成电路呢，可现在，集成电路成了最基本的电子器件了，这才是电子技术不断飞速的发展过程。

E. 锗是一种重要的半导体材料,基态锗原子的价层电子排布图

电子排布式书写时，要由内到外按电子亚层顺序书写。

锗电子排布:

所以锗的电子排布才应该是：2（1s2），8（2s2+2p6），18（3s2+3p6+3d10），4（4s2+4p2）。

所以锗的基态原子电子排布式：1s2,2s2,2p6,3s2,3p6,4s2,3d10,4p2。

锗：锗(旧译作鈤 )是一种化学元素，它的化学符号是Ge，原子序数是32。在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。它是一种灰白色类金属，有光泽，质硬，属于碳族，化学性质与同族的锡与硅相近。在自然中，锗共有五种同位素，原子量在70至76之间。它能形成许多不同的有机金属化合物。

半导体材料:半导体材料(semiconctor material)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间，电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内)、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。

元素半导体 在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态;B、Si、Ge、Te具有半导性;Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。P的熔点与沸点太低,Ⅰ的蒸汽压太高、容易分解，所以它们的实用价值不大。As、Sb、Sn的稳定态是金属，半导体是不稳定的形态。B、C、Te也因制备工艺上的困难和性能方面的局限性而尚未被利用。因此这11种元素半导体中只有Ge、Si、Se 3种元素已得到利用。Ge、Si仍是所有半导体材料中应用最广的两种材料。

F. 集成电路是谁发明的

​集成电路是不是谁发明的，是科技进步的产物。

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于硅的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于锗的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模成产。它不仅在工、民用电子设备如电视机计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事通信等方面也得到广泛应用。

发展
总体来看，IC设计业与芯片制造业所占比重呈逐年上升的趋势，2010年已分别达到25.3%和31%;封装测试业所占比重则相应下降，2010年为43.7%，但其所占比重依然是最大的。

据《中国集成电路封装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》显示，在产业规模快速增长的同时，IC 设计、芯片制造和封装测试三业的格局也正不断优化。2010年，国内IC设计业同比增速达到34.8%，规模达到363.85亿元;芯片制造业增速也达到31.1%，规模达到447.12亿元;封装测试业增速相对稍缓，同比增幅为26.3%，规模为629.18亿元。

目前，我国集成电路产业集群已初步形成集聚长三角、环渤海和珠三角三大区域的总体产业空间格局，2010年三大区域集成电路产业销售收入占全国整体产业规模的近95%。集成电路产业基本分布在省会城市和沿海的计划单列市，并呈现“一轴一带”的分布特征，即东起上海、西至成都的沿江发展轴以及北起大连、南至深圳的沿海产业带，形成了北京、上海、深圳、无锡、苏州和杭州六大重点城市。

去年年初，国务院发布了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》，从财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权等方面给予集成电路产业诸多优惠，政策覆盖范围从设计企业与生产企业延伸至封装、测试、设备、材料等产业链上下游企业，产业发展政策环境进一步好转。前瞻网《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》表示，根据国家规划，到2015年国内集成电路产业规模将在2010年的基础上再翻一番，销售收入超过3000亿元，满足国内30%的市场需求。芯片设计能力大幅提升，开发出一批具有自主知识产权的核心芯片，而封装测试业进入国际主流领域。“十二五”期间，中国集成电路产业将步入一个新的黄金发展期。

G. 1、锗材料二极管导通时，其两端电压为 伏。硅材料二极管导通时，其两端电压为 伏。

1、锗材料二极管导通时，其两端电压为 0.3伏。硅材料二极管导通时，其两端电压为0.6伏 。
2、反向击回穿区
3、管降大说明分压答的电阻大，所以是大。
4、是的，理想二极管反向电阻无穷大。
5、是的，实际的二极管反向电阻有限，所以电压过大击穿后，电流迅速上升。
6、是的。三极管有三种工作状态，是放大，截止和饱和
7、场效应管才是电压控制元件，而三极管是电流控制元件；标号是对的
8、be正偏 bc反偏时处于放大区，做选c
9、是的。共集电极 放大电路输出电阻是最小的
10、是的，因为相位相同所以叠加增强，所以是正反馈。
11、电容或光电耦合可以解决。
12、数字电子集成电路。

H. 二极管锗与硅材料哪个质量好

无所谓那个好，要看实际用途。

做晶体管或者集成电路，硅更适合一些，原因在于：
1 硅的禁带宽度比锗宽，因此受温度影响比锗小。
2 硅的氧化物十分稳定，可以低成本的解决掩蔽层绝缘问题，因此可以实现平面的集成电路，而锗一般只有合金管，无法形成集成电路。
3 硅的氧化物适于做栅介质材料，因此可以做MOS结构，而MOS结构是现代数字电路的基础。
4 硅很便宜，沙子而已，锗很贵。

锗在特定的用途比硅好用，例如霍尔系数比硅高，更适合探测磁场。

对于二极管，硅的优势在于反压高，漏电小，温度稳定性高。锗的优势在于导通压降低，但现在已被硅的肖特基二极管超越。

I. 为什么硅半导体会取代锗成为工业主流原料

硅：作为现在最广泛应用的半导体材料,它的优点是多方面的.
1）硅的地球储量很大,所以原料成本低廉.
2）硅的提纯工艺历经60年的发展,已经达到目前人类的最高水平.
3）Si/SiO2 的界面可以通过氧化获得,非常完美.通过后退火工艺可以获得极其完美的界面.
4）关于硅的掺杂和扩散工艺,研究得十分广泛,前期经验很多.
不足：硅本身的电子和空穴迁移速度在未来很难满足更高性能半导体器件的需求.氧化硅由于介电常数较低,当器件微小化以后,将面临介电材料击穿的困境,寻找替代介电材料是当务之急.硅属于间接带隙半导体,光发射效率不高.
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锗：作为最早被研究的半导体材料,带给我们两个诺贝尔奖,第一个transistor和第一个IC.锗的优点是：
1）空穴迁移率最大,是硅的四倍；电子迁移率是硅的两倍.
2）禁带宽度比较小,有利于发展低电压器件.
3）施主/受主的激活温度远低于硅,有利于节省热预算.
4）小的波尔激子半径,有助于提高它的场发射特性.
5）小的禁带宽度,有助于组合介电材料,降低漏电流.
缺点也比较明显：锗属于较为活泼的材料,它和介电材料的界面容易发生氧化还原反应,生成GeO,产生较多缺陷,进而影响材料的性能；锗由于储量较少,所以直接使用锗作衬底是不合适的,因此必须通过GeOI（绝缘体上锗）技术,来发展未来器件.该技术存在一定难度,但是通过借鉴研究硅材料获得的经验,相信会在不久的将来克服.

J. 什么叫做集成电路

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗（Ge）的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅（Si）的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路或称微电路（microcircuit）、微芯片（microchip）、芯片（chip）在电子学中是一种把电路（主要包括半导体装置，也包括被动元件等）小型化的方式，并通常制造在半导体晶圆表面上。

前述将电路制造在半导体芯片表面上的集成电路又称薄膜（thin-film）集成电路。另有一种厚膜（thick-film）混成集成电路（hybrid integrated circuit）是由独立半导体设备和被动元件，集成到衬底或线路板所构成的小型化电路。

单片（monolithic）集成电路，即薄膜集成电路。

集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。

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