Полупроводниковые и диэлектрические
соединения
Такие преимущества кремния как
благоприятная для основной массы приборов и схем ширина запрещенной
зоны (ЕД
= 1,1 эВ),
возможность создания изолирующих (диэлектрических) слоев Si02
непосредственно в ходе технологических процессов создания приборов и
интегральных схем, возможность получения бездислокационных
монокристаллов высокого структурного совершенства, практически
неограниченные запасы в земной коре и многое другое делают кремний
важнейшим полупроводниковым материалом сейчас и на ближайшую
перспективу. Годовое производство полупроводникового кремния уже
превышает 10 тыс. т. На его основе получают около 90 % всех
полупроводниковых приборов и схем.
Вместе с тем около 10 % приборов
и схем, без которых немыслима современная электроника, не могут быть
получены на основе кремния.
Можно назвать только несколько
причин:
— Кремний является
непрямозонным полупроводником и поэтому на его основе нельзя получить
оптические квантовые генераторы (лазеры). Хотя в последнее время получены
данные о создании лазеров на основе кремния, легированного эрбием, за
счет прямых переходов в эрбий, но очень малая растворимость последнего в
кремнии позволяет получить лазеры только малой мощности, которые не
представляют практического интереса. Получение же пригодных и
одновременно хорошо растворимых примесей является вряд ли разрешимой
задачей.
— Важнейшим параметром
полупроводниковых устройств является их быстродействие. В устройствах на
основе кремния практически достигнуто максимально возможное для них
быстродействие. В вычислительных устройствах, преобразователях
энергии требуются новые материалы.
— Ширина запрещенной зоны в
кремнии не позволяет получать на его основе приборы и схемы, способные
работать при температурах выше 200 °С, что резко снижает перспективы его
использования сейчас и тем более в перспективе. Для этого нужны материалы
с существенно большей шириной запрещенной зоны.
~ По этой же причине кремний не
позволяет получать светодиоды, дающие излучение в широком диапазоне
цветов, в частности близких к УФ излучению (синего, зеленого, голубого
свечения).
Задачи могут быть решены, и во
многом уже решаются, с помощью использования широкой гаммы
полупроводниковых соединений и твер-
