半导体材料
硅
Silicon (Si)
集成电路最主要的半导体材料，地壳中含量第二丰富的元素。
详细解释
单晶硅是IC制造的基础材料。硅的禁带宽度1.12eV（300K），本征载流子浓度约1.5×10¹⁰/cm³。通过掺杂形成N型（掺P/As）或P型（掺B）。晶向常用<100>（MOSFET）和<111>（双极型）。SOI（绝缘体上硅）可减少衬底噪声和漏电。
工作原理
硅的载流子迁移率：电子μn≈1400 cm²/Vs，空穴μp≈450 cm²/Vs（体硅）。迁移率随温度升高而降低（晶格散射），随掺杂浓度增加而降低（杂质散射）。应变硅(Strained Si)技术可提高迁移率。
版图设计要点
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NMOS和PMOS应利用<100>晶向的各向异性；2. SOI工艺不需要Well接触和Guard Ring；3. 硅面积利用率影响成本，尽量紧凑布局。
典型用途
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CMOS逻辑芯片基底材料
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模拟/混合信号IC基底
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MEMS传感器（加速度/压力）
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光电探测器
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功率器件（IGBT/MOSFET）
中英对照
硅
Silicon (Si)