Abondance : Le silicium est le deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre, après l'oxygène. Le germanium, en revanche, est relativement rare. Cela rend le silicium beaucoup plus rentable à obtenir et à utiliser.
Coût : En raison de son abondance, le silicium est beaucoup moins cher que le germanium. Il s’agit d’un facteur important dans l’industrie des semi-conducteurs, où les coûts doivent rester bas pour produire des appareils électroniques abordables.
Stabilité : Le silicium est un élément plus stable que le germanium. Il est moins sujet à l’oxydation et à d’autres réactions chimiques pouvant affecter les performances des semi-conducteurs. Cela rend le silicium plus fiable et plus durable pour une utilisation à long terme dans les appareils électroniques.
Mobilité accrue des transporteurs : La mobilité des porteurs de charge (électrons et trous) dans le silicium est plus élevée que dans le germanium. Cela signifie que les électrons et les trous peuvent se déplacer plus rapidement et plus facilement à travers le silicium, permettant ainsi un fonctionnement plus rapide et plus efficace des appareils électroniques.
Meilleures propriétés d'oxyde : Le dioxyde de silicium (SiO2), qui se forme naturellement à la surface du silicium, est un excellent isolant doté d'une rigidité diélectrique élevée. Cela le rend idéal pour une utilisation comme oxyde de grille dans les transistors, offrant un bon contrôle du flux de courant. L’oxyde de germanium, en revanche, n’est pas aussi stable ni fiable.
Technologie établie : Le silicium est utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs depuis des décennies et un vaste écosystème de processus de fabrication, d’outils et d’expertise a été développé autour de lui. Cela facilite la production de dispositifs à base de silicium de haute qualité avec des résultats fiables et cohérents.
Facteurs historiques : Le développement précoce de l’industrie des semi-conducteurs aux États-Unis, où le silicium était facilement disponible, a encore contribué à sa domination sur le germanium.
Bien que le germanium présente certains avantages par rapport au silicium dans des applications spécifiques, telles que l'électronique à grande vitesse et les dispositifs à haute puissance, les propriétés globales du silicium, son abondance et sa technologie établie en ont fait le choix privilégié pour la grande majorité des applications de semi-conducteurs.
