半导体是什么？芯片为什么和半导体密弗成分？为啥光刻机如斯重要

半导体是什么？芯片为什么和半导体密不可分？为啥光刻机如此主要

学过物理的朋友该当都知道，导体便是指非常随意马虎导电的物质，像铜、铝、铁等金属都是导体，水和湿润的地皮也是导体，绝缘体便是不能导电的物质，像玻璃、橡胶等都是绝缘体。
而半导体，顾名思义，便是介于导体和绝缘体之间的一种物质，它的导电性处于人类可控的一种状态。

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很长的一段韶光里，人们都以为天下上的物质要么是能导电的，要么是不能导电的。
直到1833年，法拉第首次创造，硫化银的电阻性能不同于其他金属，一样平常的金属电阻是随着温度升高而增加，但硫化银的电阻却是随着温度上升而降落。

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6年后，法国的贝克莱尔又创造，半导体和电解质打仗形成的结，在光照下会产生一个电压，这便是光伏殊效应。
然后在30多年后，科学家又创造，光照变革会引起半导体材料，电导变革的征象，即光电导效应，和半导体材料的导电具有方向性，即整流效应，至此半导体的4个紧张特性相继被创造。

不过当时的人们并不知道，这些材料是半导体，也没有对半导体的特性进行总结。
半导体这个名词是直到1911年，才被考尼白格和维斯首次利用，四个特性更是直到1947年，才被贝尔实验室总结出来。
不过可别鄙视半导体这四个特性，正是由于它们的存在，由半导体家当创造的信息社会才会涌现。

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在学术界的认知里，半导体紧张由四个部分组成，集成电路，光电器件，分立器件，传感器，不过由于集成电路占了个中的80%，以是外行人一样平常将集成电路看做半导体。
而在集成电路里，又分为微处理器、存储器、逻辑器件，以及仿照器件，这些类似于小盒子的东西，实在便是我们俗称的芯片。
看过罗叔视频的朋友可能知道，芯片是由晶体管组成的，但如果从材料学的意义上来讲，实在晶体管全部全部是由，半导体材料制造的。

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相信大家都知道，手机和电脑等设备我们一样平常叫做电子产品，但很少有人想过为什么，实在便是由于它的全体运行事理，都离不开电子。
可能你要问，导体里面也有大量的电子，为啥不用它呢？这就不得不提到我们前面说的，半导体的第一个特性，它的电阻是随着温度的上升而降落的，这是什么意思呢？

普通的金属温度一旦升高，内部震撼就会随之加强，电阻也会增大，这时电子运行就会碰着阻碍，而半导体材料则相反，它是随着温度升高电阻反而降落，以是电子的运行基本不会受到影响，这个时候晶体管就可以流畅地掌握电旗子暗记，从而完成一整套的电路逻辑。

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有人可能会问了，为啥是光来雕刻芯片上的电路呢？光导电效应和光伏殊效应，也没运用在芯片工艺上啊，前面我们也说了，半导体和光有分外关系，不仅有光伏殊效应，也有光电导效应，这是什么意思呢？光伏殊效应实在便是，半导体材料在光的照射下，会将光子转换成电子，太阳能电池板便是利用这个事理，虽然一样平常人认为它和芯片没什么关系，但半导体材料和光的关系，在这里表示得淋漓尽致，而光电导效应便是指光照越强，光电导材料的电阻率就会越小。
如果在低温条件下，由它制造的元器件就可以通过，中远红外辐射进行探测。

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虽然不知道光刻机的浸染，是不是也是这个事理，但罗叔在以前的视频里先容过，芯片在制造的时候，一样平常先将半导体进行切割，这些片状的物体叫做晶圆，晶圆经由热处理往后，会得到半导体的氧化物，这时在上面涂上一层光阻物质，也便是光刻胶，就可以通过紫外线，将繁芜的电路构造图刻画在晶圆上，这个过程是极其繁芜难做的。
后来科学家经由研究，创造利用极紫外线照射半导体材料后，芯片的存储容量会涌现增长，其速率也比原来快100倍。

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而用光来“雕刻”实在涉及到了雕刻工艺，目前的集成电路制造，一样平常是在几平方厘米的面积上，造出成千上万的晶体管，而每个器件的构造也相称眇小和繁芜，要在上面雕刻电路，只用通过光来实现，而波长越短的光，刻蚀到半导体材料上的晶体管就越多，因此光刻机对芯片制造来说，是极其关键的一步。
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