為什麼半導體可以用作電子元件

① 集成電路為什麼要刻在半導體上

半導體這個概念太廣泛，凡是導電性介於導體和絕緣體之間的物質都回叫半導體，但不答是所有半導體都可以用來製作集成電路；

在現有技術條件下，只有高純度單晶硅和砷化鎵等少數幾種半導體可以用來製作集成電路。

至於說為什麼只有這少數的幾種半導體才能製作集成電路，這涉及太多的物理學知識，無法在這里解釋。

② 為什麼半導體材料可用於製作放大器件

由於半導體中存在電子和空穴兩種載流子，可以通過摻雜形成P型的或者N型的版半導體。比如在權Si或Ge中摻入P等V族元素會形成N型半導體，摻入B、Ga等III族元素會形成P型半導體。當一塊純的Si半導體兩端分別摻入P和Ga時，就會形成PN結。
PN結是半導體器件的基礎，製成的二極體、三極體就有放大作用。
建議你看看半導體物理、模擬電路等，裡面講的很詳細。

③ 為什麼硅能夠做成電子元件

硅guī（台灣、香港稱矽xī）是一種化學元素，它的化學符號是Si，舊稱矽。原子序數14，相對原子質量28.09，有無定形和晶體兩種同素異形體，同素異形體有無定形硅和結晶硅。屬於元素周期表上IVA族的類金屬元素。
晶體結構：晶胞為面心立方晶胞。

原子體積:(立方厘米/摩爾)

12.1

元素在太陽中的含量:(ppm)
900

元素在海水中的含量:(ppm)
太平洋表面 0.03

地殼中含量：（ppm）
277100

氧化態：
Main Si+2, Si+4

Other

化學鍵能： (kJ /mol)
Si-H 326
Si-C 301
Si-O 486
Si-F 582
Si-Cl 391
Si-Si 226

熱導率: W/(m·K)
149

晶胞參數：
a = 543.09 pm
b = 543.09 pm
c = 543.09 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 90°

莫氏硬度：6.5

聲音在其中的傳播速率：（m/S）
8433

電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 786.5
M+ - M2+ 1577.1
M2+ - M3+ 3231.4
M3+ - M4+ 4355.5
M4+ - M5+ 16091
M5+ - M6+ 19784
M6+ - M7+ 23786
M7+ - M8+ 29252
M8+ - M9+ 33876
M9+ - M10+ 38732

晶體硅為鋼灰色，無定形硅為黑色，密度2.4克／立方厘米，熔點1420℃，沸點2355℃，晶體硅屬於原子晶體，硬而有光澤，有半導體性質。硅的化學性質比較活潑，在高溫下能與氧氣等多種元素化合，不溶於水、硝酸和鹽酸，溶於氫氟酸和鹼液，用於造制合金如硅鐵、硅鋼等，單晶硅是一種重要的半導體材料，用於製造大功率晶體管、整流器、太陽能電池等。硅在自然界分布極廣，地殼中約含27.6％，
結晶型的硅是暗黑藍色的，很脆，是典型的半導體。化學性質非常穩定。在常溫下，除氟化氫以外，很難與其他物質發生反應。

硅的用途：

①高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型和p型半導體結合在一起，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。另外廣泛應用的二極體、三極體、晶閘管和各種集成電路（包括我們計算機內的晶元和CPU)都是用硅做的原材料。

②金屬陶瓷、宇宙航行的重要材料。將陶瓷和金屬混合燒結，製成金屬陶瓷復合材料，它耐高溫，富韌性，可以切割，既繼承了金屬和陶瓷的各自的優點，又彌補了兩者的先天缺陷。 可應用於軍事武器的製造第一架太空梭「哥倫比亞號」能抵擋住高速穿行稠密大氣時摩擦產生的高溫，全靠它那三萬一千塊硅瓦拼砌成的外殼。

③光導纖維通信，最新的現代通信手段。用純二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纖維，激光在玻璃纖維的通路里，無數次的全反射向前傳輸，代替了笨重的電纜。光纖通信容量高，一根頭發絲那麼細的玻璃纖維，可以同時傳輸256路電話，它還不受電、磁干擾，不怕竊聽，具有高度的保密性。光纖通信將會使 21世紀人類的生活發生革命性巨變。

④性能優異的硅有機化合物。例如有機硅塑料是極好的防水塗布材料。在地下鐵道四壁噴塗有機硅，可以一勞永逸地解決滲水問題。在古文物、雕塑的外表，塗一層薄薄的有機硅塑料，可以防止青苔滋生，抵擋風吹雨淋和風化。天安門廣場上的人民英雄紀念碑，便是經過有機硅塑料處理表面的，因此永遠潔白、清新。
有機硅化合物，是指含有Si-O鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。其中，以硅氧鍵（-Si-0-Si-）為骨架組成的聚硅氧烷，是有機硅化合物中為數最多，研究最深、應用最廣的一類，約占總用量的90%以上。
有機硅材料具有獨特的結構：
（1） Si原子上充足的甲基將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來；
（2） C-H無極性，使分子間相互作用力十分微弱；
（3） Si-O鍵長較長，Si-O-Si鍵鍵角大。
（4） Si-O鍵是具有50％離子鍵特徵的共價鍵（共價鍵具有方向性，離子鍵無方向性）。
由於有機硅獨特的結構，兼備了無機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質，並具有耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性，廣泛應用於航空航天、電子電氣、建築、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業，其中有機硅主要應用於密封、粘合、潤滑、塗層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數量和品種的持續增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的。
有機硅材料按其形態的不同，可分為：硅烷偶聯劑（有機硅化學試劑）、硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性劑）、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。

發現

1822年，瑞典化學家貝采里烏斯用金屬鉀還原四氟化硅，得到了單質硅。

名稱由來

源自英文silica，意為「硅石」。

分布

硅主要以化合物的形式,作為僅次於氧的最豐富的元素存在於地殼中，約佔地表岩石的四分之一，廣泛存在於硅酸鹽和硅石中。

制備

工業上，通常是在電爐中由碳還原二氧化硅而製得。

化學反應方程式：

SiO2 + 2C → Si + 2CO

這樣製得的硅純度為97~98%，叫做金屬硅。再將它融化後重結晶，用酸除去雜質，得到純度為99.7~99.8%的金屬硅。如要將它做成半導體用硅，還要將其轉化成易於提純的液體或氣體形式，再經蒸餾、分解過程得到多晶硅。如需得到高純度的硅，則需要進行進一步的提純處理。

同位素

已發現的硅的同位素共有12種，包括硅25至硅36，其中只有硅28，硅29，硅30是穩定的，其他同位素都帶有放射性。

用途

硅是一種半導體材料，可用於製作半導體器件和集成電路。還可以合金的形式使用(如硅鐵合金)，用於汽車和機械配件。也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中。還可用於製造玻璃、混凝土、磚、耐火材料、硅氧烷、硅烷。

元素周期表

總體特性

名稱 符號 序號 系列 族 周期 元素分區 密度 硬度 顏色和外表 地殼含量
硅 Si 14 類金屬 14族(IVA) 3 p 2330千克/立方米 6.5 深灰色、帶藍色調 25.7%

原子屬性

原子量 原子半徑 共價半徑 范德華半徑 價電子排布 電子在每能級的排布 氧化價（氧化物） 晶體結構

28.0855u （計算值)110（111)pm 111pm 210pm [Ne]3s23p2 2，8，4 4（兩性的） 面心立方

物理屬性

物質狀態 熔點 沸點 摩爾體積 汽化熱 熔化熱 蒸氣壓 聲速

固態 1687 K（1414 °C） 3173 K（2900 °C） 12.06×10-6m3/mol 384.22 kJ/mol 50.55 kJ/mol 4.77 帕（1683K） 無數據

其他性質

電負性 比熱 電導率 熱導率 第一電離能 第二電離能 第三電離能 第四電離能
1.90（鮑林標度） 700 J/(kg·K) 2.52×10-4 /(米歐姆) 148 W/(m·K) 786.5 kJ/mol 1577.1 kJ/mol 3231.6 kJ/mol 4355.5kJ/mol

第五電離能 第六電離能 第七電離能 第八電離能 第九電離能 第十電離能
16091 kJ/mol 19805 kJ/mol 23780 kJ/mol 29287 kJ/mol 33878 kJ/mol 38726 kJ/mol

最穩定的同位素

同位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能量(MeV) 衰變產物
28Si 92.23% 穩定
29Si 4.67% 穩定
30Si 3.10% 穩定
32Si 人造 276年 β衰變 0.224 32P

29Si

核自旋 1/2

元素名稱：硅

元素原子量：28.09

元素類型：非金屬

發現人：貝采利烏斯 發現年代：1823年

發現過程：

1823年，瑞典的貝采利烏斯，用氟化硅或氟硅酸鉀與鉀共熱，得到粉狀硅。

元素描述：

由無定型和晶體兩種同素異形體。具有明顯的金屬光澤，呈灰色，密度2.32-2.34克/厘米3，熔點1410℃，沸點2355℃，具有金剛石的晶體結構，電離能8.151電子伏特。加熱下能同單質的鹵素、氮、碳等非金屬作用，也能同某些金屬如Mg、Ca、Fe、Pt等作用。生成硅化物。不溶於一般無機酸中，可溶於鹼溶液中，並有氫氣放出，形成相應的鹼金屬硅酸鹽溶液，於赤熱溫度下，與水蒸氣能發生作用。硅在自然界分布很廣，在地殼中的原子百分含量為16.7%。是組成岩石礦物的一個基本元素，以石英砂和硅酸鹽出現。

元素來源：

用鎂還原二氧化硅可得無定形硅。用碳在電爐中還原二氧化硅可得晶體硅。電子工業中用的高純硅則是用氫氣還原三氯氫硅或四氯化硅而製得。

元素用途：

用於製造高硅鑄鐵、硅鋼等合金，有機硅化合物和四氯化硅等，是一種重要的半導體材料，摻有微量雜質得硅單晶可用來製造大功率的晶體管，整流器和太陽能電池等。

元素輔助資料：

硅在地殼中的含量是除氧外最多的元素。如果說碳是組成一切有機生命的基礎，那麼硅對於地殼來說，佔有同樣的位置，因為地殼的主要部分都是由含硅的岩石層構成的。這些岩石幾乎全部是由硅石和各種硅酸鹽組成。

長石、雲母、黏土、橄欖石、角閃石等等都是硅酸鹽類；水晶、瑪瑙、碧石、蛋白石、石英、砂子以及燧石等等都是硅石。但是，硅與氧、碳不同，在自然界中沒有單質狀態存在。這就註定它的發現比碳和氧晚。

拉瓦錫曾把硅土當成不可分割的物質——元素。

1823年，貝齊里烏斯將氟硅酸鉀（K2SiF6）與過量金屬鉀共熱製得無定形硅。盡管之前也有不少科學家也製得過無定形硅，但直到貝齊里烏斯將製得的硅在氧氣中燃燒，生成二氧化硅——硅土，硅才被確定為一種元素。硅被命名為silicium，元素符號是Si。

硅是一種半導體材料，可用於製作半導體器件和集成電路。還可以合金的形式使用(如硅鐵合金)，用於汽車和機械配件。也與陶瓷材料一起用於金屬陶瓷中。還可用於製造玻璃、混凝土、磚、耐火材料、硅氧烷、硅烷。

造房子用的磚、瓦、砂石、水泥、玻璃，吃飯，喝水用的瓷碗、水杯，洗臉間的潔具，它們看上去截然不同，其實主要成分都是硅的化合物。雖然人們早在遠古時代便使用硅的化合物粘土製造陶器。但直到1823年，瑞典化學家貝采利烏斯才首次分離出硅元素，並將硅在氧氣中燃燒生成二氧化硅，確定硅為一種元素。中國曾稱它為矽，因矽和錫同音，難於分辨，故於1953年將矽改稱為硅。硅是一種非金屬元素，化學符號是Si。它是構成礦物與岩石的主要元素。在自然界硅無游離狀態，都存在於化合物中。硅的化合物主要是二氧化硅（硅石）和硅酸鹽。例如，花崗岩是由石英、長石、雲母混合組成的，石英即是二氧化硅的一種形式，長石和雲母是硅酸鹽。砂子和砂岩是不純硅石的變體，是天然硅酸鹽岩石風化後的產物。硅約佔地殼總重量的27.72％，其豐度僅次於氧。

硅是非金屬元素，有無定形和晶體兩種同素異形體，晶體硅具有金屬光澤和某些金屬特性，因此常被稱為准金屬元素。硅是一種重要的半導體材料，摻微量雜質的硅單晶可用來製造大功率晶體管、整流器和太陽能電池等。二氧化硅（硅石）是最普遍的化合物，在自然界中分布極廣，構成各種礦物和岩石。最重要的晶體硅石是石英。大而透明的石英晶體叫水晶，黑色幾乎不透明的石英晶體叫墨晶。石英的硬度為7。石英玻璃能透過紫外線，可以用來製造汞蒸氣紫外光燈和光學儀器。自然界中還有無定形的硅，叫做硅藻土，常用作甘油炸葯（硝化甘油）的吸附體，也可作絕熱、隔音材料。普通的砂子是製造玻璃、陶瓷、水泥和耐火材料等的原料。硅酸乾燥脫水後的產物為硅膠，它有很強的吸附能力，能吸收各種氣體，因此常用來作吸附劑、乾燥劑和部分催化劑的載體
這就是硅。

缺乏症
[編輯本段]

飼料中缺少硅可使動物生長遲緩。動物試驗結果顯示，喂飼致動脈硬化飲料的同時補充硅，有利於保護動物的主動脈的結構。另外，已確定血管壁中硅含量與人和動物粥樣硬化程度呈反比。在心血管疾病長期發病率相差兩部的人群中，其飲用水中硅的含量也相差約兩倍，飲用水硅含量高的人群患病較少。並且他已知的危險因素都不能充分解釋這種不同

④ 什麼是半導體 為什麼晶元要用半導體做

我想你是要問晶元應用了半導體的什麼性質了吧，由於半導體可以進行不同版摻雜性形成pn結，使其具有權整流特性實現電路的與或非門，即邏輯表達。
對於集成電路來講，最底下的一層叫襯底（一般為P型半導體），是參與集成電路工作的。拿cmos工藝來講，N溝道mos的p型襯底都是連在一起的，都是同一個襯底。（一般的電路中的絕緣體，只是一個載體，它起到支撐和絕緣的作用。）
再形象一點，就是，集成電路是一些電子元器件加連線構成，沒有絕緣體充當絕緣和支撐。它通過加反偏和其他的技術來實現隔離（如器件二極體、三極體、場效應管）。
理解有限，希望你能滿意。

⑤ 為什麼採用半導體材料製作電子器件

我覺得半導體最強的是它的控製作用，可以讓電子電路功能豐富許多

⑥ 為什麼要把電子原件裝在半導體上而不裝在絕緣體上

不是「把電子抄元件（不是襲」原件「）裝在半導體上」，而是在半導體上製作元器件（二極體、結型雙極晶體管BJT和場效應管FET等都是半導體管，就是用半導體材料製作的），將管子之間的半導體氧化成絕緣體，將金屬材料通過蒸發等工藝手段附著到絕緣體上製作導線完成電路連接，實現電路集成。

⑦ 半導體的作用

半導體的作用是可以通過改變其局部的雜質濃度來形成一些器件結構，這些器件結構對電路具有一定控製作用，比如二極體的單向導電，比如晶體管的放大作用。

這是導體和絕緣體做不到的。導體在電路中常常作為電阻和導線出現，在電路中僅僅起到分壓或限流的作用。

導體器件（semiconctor device）通常利用不同的半導體材料、採用不同的工藝和幾何結構，已研製出種類繁多、功能用途各異的多種晶體二極，晶體二極體的頻率覆蓋范圍可從低頻、高頻、微波、毫米波、紅外直至光波。

三端器件一 般是有源器件，典型代表是各種晶體管（又稱晶體三極體）。晶體管又可以分為雙極型晶體管和場效應晶體管兩 類。根據用途的不同，晶體管可分為功率晶體管微波晶體管和低雜訊晶體管。

(7)為什麼半導體可以用作電子元件擴展閱讀：

半導體分類

1、晶體二極體

晶體二極體的基本結構是由一塊 P型半導體和一塊N型半導體結合在一起形成一個 PN結。在PN結的交界面處，由於P型半導體中的空穴和N型半導體中的電子要相互向對方擴散而形成一個具有空間電荷的偶極層。這偶極層阻止了空穴和電子的繼續擴散而使PN結達到平衡狀態。

2、雙極型晶體管

它是由兩個PN結構成，其中一個PN結稱為發射結，另一個稱為集電結。兩個結之間的一薄層半導體材料稱為基區。接在發射結一端和集電結一端的兩個電極分別稱為發射極和集電極。接在基區上的電極稱為基極。

3、場效應晶體管

它依靠一塊薄層半導體受橫向電場影響而改變其電阻（簡稱場效應），使具有放大信號的功能。這薄層半導體的兩端接兩個電極稱為源和漏。控制橫向電場的電極稱為柵。

⑧ 為什麼採用半導體材料製作電子器件

很多原因吧
單向導電性，受外界光、熱作用導電性能會改變，半導體中摻如其他物質導電性能會改變。

⑨ 什麼是半導體 為什麼晶元要用半導體做

材料的電阻率界於金屬與絕緣材料之間的材料。

⑩ 為什麼很多電子產品、新能源產品都使用半導體比如使用硅

因為半導體可做成兩種不同特性的材料並結合一起後形成叫做PN結的器件專，這種器件具有很多的特屬有的物理特徵和化學特徵與電的特性之間的轉換，如力-電，溫度-電等，從而可作成一些感測器和轉換器，如你的顯示器是電轉為光，你的紅外遙控器是光轉為電，所謂新能源的光伏電池也是如此。此外，因為電壓與電流的非線性和PN結可實現用小來控制大的作用，只要給一個很弱的控制電流就能想讓它成導體就是導體，想讓它是絕緣體就是絕緣體，你電腦里的元件就是利用此實現數據處理的。