半导体
半导体知识
3、扩散运动和漂移运动同时存在
在电场作用下，任何载流子都做漂移运 动，但是漂移电流主要是多数载流子的贡献， 而扩散情况下，只有光照产生的少数载流子 存在较大的浓度梯度，故对扩散电流的贡献 主要是少数载流子。
4、PN 结
在一块单晶半导体中，一部分掺有受主杂质是P型半导体， 另一部分掺有施主杂质是N型半导体时，P型半导体和N型 半导体的交界面附近的过渡区称为PN结。
• 只有最外层的电子的共有化特征最明显。
• 晶体中电子因为共有化特征，可以在原子间转移，但是它 只能在能量相同的量子态之间发生转移，所以，共有化的 量子态与原子的能级之间存在着直接的对应关系。
B、能带：能量近乎相同的能级相互靠的很近，组
成一定的能量区域，我们将这些能量区域中密集的
能级形象的称为能带。
温度愈高，晶体中产生的 自由电子愈多。
导电过程
在外电场的作用下，空穴吸引相邻原子的价电子来填补， 出现了一个新的空穴，其结果相当于空穴的运动(相当于正 电荷的移动)。
在半导体中将出现两部分电流： (1) 自由电子作定向运动：电子电流。 (2) 价电子递补空穴：空穴电流。 自由电子和空穴都称为载流子。
同质结：用同一种半导体材料制成的PN结； 异质结：由禁带宽度不同的两种半导体材料（如GaAl/GaAs、 InGaAsP/InP等）制成的PN结。
制造PN结的方法有合金法、扩散法、离子注入法和外延生长 法等。制造异质结通常采用外延生长法。
5、半导体对光的吸收
h Eg Eg / h v c/
间的半导体。 • 电阻率<10-3欧姆•厘米——导体：金属 • 电阻率>1012欧姆•厘米——绝缘体：玻璃 • 电阻率介于导体和绝缘体之间——半导体：硫化镉
半导体是什么
半导体的本质和应用
半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料。
它具有在特定条件下可以有选择
性地导电的特性。
半导体的本质在于其电子结构中存在一些未被填满的能级，使得在外加电场或热激发的作用下，电子可以很容易地在材料中移动。
半导体的基本特性
半导体材料中的导带和价带之间存在称为“禁带宽度”的能隙。
在原子折叠之后，半导体材料通过共价键连接，因此其电子虽然处于原子间，但在整个材料中可以自由移动。
当外界条件施加以后，这些电子会在导带和价带之间跃迁，从而实现电导。
半导体的应用
半导体材料在现代科技中有着广泛的应用。
其中最重要的当属半导体器件，如
二极管和晶体管。
这些器件可以用来控制电流的流动，从而实现逻辑电路、放大器和其他电子设备。
此外，半导体还广泛应用于光电子领域，如太阳能电池和发光二极管。
通过半
导体材料的光电转换性质，可以将光能转化为电能或者发光，实现各种照明和能源转换的功能。
总的来说，半导体作为一种特殊的材料，在现代社会的科技发展中起着至关重
要的作用。
其独特的导电性能和光电性能广泛应用于电子器件、光电子器件以及能源技术等领域，推动了科技的不断进步和创新。
半导体
半导体半导体简介：顾名思义：常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，叫做半导体（semiconductor）。
我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料，如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等，称为绝缘体。
而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。
可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。
半导体定义：电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。
半导体室温时电阻率约在10E-5～10E7欧·米之间，温度升高时电阻率指数则减小。
半导体材料很多，按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。
有元素半导体，化合物半导体，还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等。
半导体材料：半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电路的电子材料。
半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。
正是利用半导体材料的这些性质，才制造出功能多样的半导体器件。
半导体材料按化学成分和内部结构，大致可分为以下几类。
1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等。
2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料，包括Ⅲ-Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化镓等）、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体（镓铝砷、镓砷磷等）。
3.无定形半导体材料，用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种。
4.有机增导体材料已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用。
制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。
半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。
常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。
什么是半导体
什么是半导体半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，其特点是在一定条件下能够有选择地导电。
半导体材料中的电子能带结构使得其在导电性质上与金属和绝缘体存在显著差异。
半导体材料通常由硅、锗、砷化镓等元素构成，这些元素的原子在晶体中按照一定的排列方式组成晶格结构。
在晶体结构中，半导体原子间的共价键结构使得电子在晶体中能够形成价带和导带。
在半导体的价带中，填满电子的能级称为价带，其中的电子处于稳定状态，无法向导电产生贡献。
而导带则位于更高的能级，电子在导带中处于激发状态，能够参与导电。
半导体材料在绝对零度时处于基态，其电子主要集中在价带中，不产生导电现象。
当半导体材料受到外界激发时，如加热或添加杂质，其中的电子会得到额外的能量，从而跃迁到导带中，形成可流动的自由电子或空穴。
自由电子和空穴是半导体中的导电载流子，它们的流动使得半导体具有了导电特性。
在半导体中，掺杂是一种常见的方法，通过向半导体中引入少量杂质元素，可以有效地调控其导电性质。
掺入五价元素（如砷、磷）的半导体成为N型半导体，其中引入了额外的自由电子。
而掺入三价元素（如硼、铝）的半导体成为P型半导体，其中引入了额外的空穴。
N型和P型半导体可以通过接触形成PN结。
在PN结的电子流动过程中，N型区的自由电子和P型区的空穴发生复合，形成电荷中性的空间区域，称为耗尽层。
由于PN结上的电荷分布及耗尽层的形成，形成了势垒，使得PN结具有整流特性，可以用于制造二极管、三极管等各种电子器件。
除了PN结，半导体材料还可以利用场效应调控电流。
场效应晶体管（FET）是一种基于半导体材料的电子器件，通过调节栅极电场控制源漏电流的开关特性。
FET在数字电路和模拟电路中被广泛应用。
半导体的特殊性质也使得它在光电子器件中发挥重要作用。
半导体材料经过合适的加工工艺可以实现光的发射和接收，例如发光二极管（LED）和光电二极管（光电二极管）等。
此外，基于半导体材料的光伏效应使得太阳能电池成为可再生能源的重要组成部分。
对半导体的认识
对半导体的认识一、什么是半导体半导体是一种介于导体和绝缘体之间的材料，它的电导率介于金属和非金属之间。
半导体材料在常温下的电导率较低，但当加热或施加外加电场时，半导体材料的电导率会显著增加。
二、半导体的特性1. 带隙：半导体材料的带隙是指导带和价带之间的能量差。
带隙大小决定了半导体材料的导电性质。
带隙越小，半导体材料的导电性越好。
2. 控制导电性：半导体材料的电导率可以通过控制材料中杂质的类型和浓度来调节。
掺杂是指在半导体材料中引入掺杂剂，以改变材料的导电性质。
根据掺杂剂的类型，半导体可以分为n型半导体和p型半导体。
3. 温度依赖性：半导体材料的电导率随温度的变化而变化。
一般情况下，随着温度的升高，半导体材料的电导率会增加。
三、半导体的应用领域1. 电子器件：半导体材料广泛应用于各种电子器件中，如晶体管、二极管、集成电路等。
这些器件不仅在计算机、手机等电子产品中得到应用，也在通信、医疗、能源等领域发挥着重要作用。
2. 光电子器件：半导体材料的特性使其非常适合用于制造光电子器件，如激光器、LED等。
这些器件广泛应用于显示技术、光通信、光储存等领域。
3. 太阳能电池：半导体材料可将光能转化为电能，因此被广泛应用于太阳能电池中。
太阳能电池通过吸收太阳光的能量，将其转化为电能，可以用于供电或储存能量。
4. 传感器：半导体材料的电导率随温度、光照、压力等因素的变化而变化，因此被广泛应用于传感器中。
传感器可以感知环境的变化，并将其转化为电信号，用于测量、监测等应用。
四、半导体的发展趋势1. 微电子技术的进步：随着微电子技术的不断进步，半导体器件的尺寸不断缩小，性能不断提高，功耗不断降低。
这使得半导体器件在各个领域的应用更加广泛。
2. 新材料的研发：为了满足不同应用领域对半导体材料性能的需求，研究人员正在努力开发新的半导体材料。
例如，砷化镓、碳化硅等材料的应用越来越广泛。
3. 新技术的应用：随着人工智能、物联网等新技术的快速发展，对半导体器件的需求也在不断增加。
半导体指的是什么东西
半导体指的是什么东西半导体是一种电子材料，具有介于导体和绝缘体之间的电导率。
它的电导率介于导体和绝缘体之间，当半导体处于不同的电场中或受到光照时，其电导率会发生变化。
半导体在电子学和光电子学领域有着广泛的应用，是现代电子行业中至关重要的材料之一。
半导体的基本特性1.导电性质半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，当外加电压或光照作用于半导体材料时，会产生载流子，从而改变其电导率。
这种特性使得半导体可以被用于制造各种电子器件，如晶体管、二极管等。
2.能带结构半导体的导电性取决于其能带结构，包括价带和导带。
在基本结构中，价带中填充了电子，当电子受到激发或加热时，会跃迁到导带中，从而形成电子与空穴对，使半导体具有导电性。
3.半导体材料常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。
其中，硅是最为广泛应用的半导体材料，其稳定性和可控性较高，适用于各种电子器件的制造。
半导体的应用领域1.微电子器件半导体器件的制造和发展推动了微电子技术的进步，例如集成电路、晶体管等，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
2.光电子器件某些半导体材料还具有光电转换特性，可以用于制造激光器、太阳能电池等光电子器件，将光能转化为电能。
3.传感器半导体传感器利用半导体材料的导电性变化来感知温度、压力、光照等物理量，广泛应用于工业控制、汽车电子等领域。
未来发展趋势随着技术的不断创新和发展，半导体材料和器件的研究也在不断向着更高性能、更小尺寸的方向发展。
纳米技术、量子技术等将为半导体领域带来全新的突破，推动电子学、光电子学等领域的进步。
总的来说，半导体作为一种介于导体和绝缘体之间的电子材料，在现代电子领域中发挥着不可替代的作用。
通过不断的研究和应用，将为人类带来更多更好的科技产品和服务。
半导体的概念
半导体的概念半导体是一种由半导体元件所组成的电子电路装置，是由两类基本元件即晶体管和电子器件构成的电子设备。
它是由于具有一定半导体属性，具有较强的逻辑处理和控制能力，可以大大提高系统的性能，从而在世界范围内发挥着重要的作用。
I. 半导体的定义半导体是一种半导体电路，由晶体管和电子器件组成，最主要的特点是其具有可控的电子性能和特定的物理结构，可产生强大的电子处理和控制能力，通常可分为金属氧化物半导体 (MOS) 和外延结构半导体(CMOS) 两大类。
II. 半导体的发展历史半导体发展至今，历经金属氧化物半导体 (MOS)、外延结构半导体(CMOS) 、有机晶体管(ProTextiles) 和三维可重构中央处理器 (3dRGB-CPU) 等发展的历史，可谓技术的历史性进步，使半导体技术在今天具有更强大的处理能力。
III. 半导体的应用半导体可以用于电子设计中的微处理器，它可以实现电子产品控制和处理，例如计算机存储器、控制电路和感应器，也可以用于汽车电子控制系统、数字通信系统和新风能系统。
半导体电路也可以应用在电源、电池充电控制器，无线射频收发器和发声器等电子产品中，帮助现代科技进步，改善人们的技术生活。
IV. 半导体的优势半导体的优势主要体现在以下几点：（1）发展迅速，技术进步不断；（2）体积小巧，重量轻便；（3）电气性能可靠、效率高；（4）结构紧凑、成本低；（5）能控制脉冲和电流；（6）可用于宽频段、模拟以及信号处理等应用；（7）抗干扰能力强，稳定性高。
决定了半导体技术应用的各类装置在电子产品中占据重要的地位，具有在大量电子装置中占据主导地位的重要性。
半导体技术将带给我们更多方便和改善，所以此技术也是世界科技发展一个重要的一部分！。
半导体指的是什么
半导体的定义和特性
半导体是一种电子导体，介于导体和绝缘体之间。
它具有导电性能介于金属和绝缘体之间，其特性使其在电子学领域中具有重要作用。
物理特性
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间的主要原因是它的能带结构。
在半导体中，带隙是指电子在价带和导带之间跃迁所需要的最小能量。
当这个能隙很小时，半导体就会更容易地导电，因为较小的能量就足够让电子跃迁到导带中。
此外，半导体的导电性质还取决于掺杂。
掺杂是指在半导体中加入少量其他元素，通过掺杂可以改变半导体的导电性能。
掺杂分为N型和P型，N型半导体中掺入的杂质是能够提供额外自由电子的元素，而P型半导体中掺入的杂质则是能够提供额外空穴的元素。
应用领域
半导体在现代电子学中应用广泛。
例如，半导体器件如二极管、场效应晶体管和集成电路是电子设备的关键组成部分。
二极管可以实现电流的单向导通，场效应晶体管可以控制电流，而集成电路则将多个器件集成到一块芯片上，实现了更高的集成度和更大的功能。
此外，半导体在光电子学领域也有重要应用。
例如，LED（发光二极管）利用半导体材料电子跃迁产生光，广泛应用于照明、显示和通信等领域。
结语
总的来说，半导体是一种在电子学领域中至关重要的材料，其特性使其成为现代电子设备的核心组件之一。
通过对半导体的深入研究和应用，我们可以不断推动电子技术的发展，实现更多创新和应用。
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半导体词汇1. acceptance testing (WAT: wafer acceptance testing)2. acceptor: 受主，如B，掺入Si中需要接受电子3. ACCESS：一个EDA（Engineering Data Analysis）系统4. Acid：酸5. Active device：有源器件，如MOS FET（非线性，可以对信号放大）6. Align mark(key)：对位标记7. Alloy：合金8. Aluminum：铝9. Ammonia：氨水10. Ammonium fluoride：NH4F11. Ammonium hydroxide：NH4OH12. Amorphous silicon：α-Si，非晶硅（不是多晶硅）13. Analog：模拟的14. Angstrom：A（1E-10m）埃15. Anisotropic：各向异性（如POLY ETCH）16. AQL(Acceptance Quality Level)：接受质量标准，在一定采样下，可以95%置信度通过质量标准（不同于可靠性，可靠性要求一定时间后的失效率）17. ARC(Antireflective coating)：抗反射层（用于METAL等层的光刻）18. Antimony(Sb)锑19. Argon(Ar)氩20. Arsenic(As)砷21. Arsenic trioxide(As2O3)三氧化二砷22. Arsine(AsH3)23. Asher：去胶机24. Aspect ration：形貌比（ETCH中的深度、宽度比）25. Autodoping：自搀杂（外延时SUB的浓度高，导致有杂质蒸发到环境中后，又回掺到外延层）26. Back end：后段（CONTACT以后、PCM测试前）27. Baseline：标准流程28. Benchmark：基准29. Bipolar：双极30. Boat：扩散用（石英）舟31. CD：（Critical Dimension）临界（关键）尺寸。
在工艺上通常指条宽，例如POLY CD 为多晶条宽。
32. Character window：特征窗口。
用文字或数字描述的包含工艺所有特性的一个方形区域。
33. Chemical-mechanical polish（CMP）：化学机械抛光法。
一种去掉圆片表面某种物质的方法。
34. Chemical vapor deposition（CVD）：化学汽相淀积。
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36. CIM：computer-integrated manufacturing的缩写。
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37. Circuit design ：电路设计。
一种将各种元器件连接起来实现一定功能的技术。
38. Cleanroom：一种在温度，湿度和洁净度方面都需要满足某些特殊要求的特定区域。
39. Compensation doping：补偿掺杂。
向P型半导体掺入施主杂质或向N型掺入受主杂质。
40. CMOS：complementary metal oxide semiconductor的缩写。
一种将PMOS和NMOS在同一个硅衬底上混合制造的工艺。
41. Computer-aided design（CAD）：计算机辅助设计。
42. Conductivity type：传导类型，由多数载流子决定。
在N型材料中多数载流子是电子，在P型材料中多数载流子是空穴。
43. Contact：孔。
在工艺中通常指孔1，即连接铝和硅的孔。
44. Control chart：控制图。
一种用统计数据描述的可以代表工艺某种性质的曲线图表。
45. Correlation：相关性。
46. Cp：工艺能力，详见process capability。
47. Cpk：工艺能力指数，详见process capability index。
48. Cycle time：圆片做完某段工艺或设定工艺段所需要的时间。
通常用来衡量流通速度的快慢。
49. Damage：损伤。
对于单晶体来说，有时晶格缺陷在表面处理后形成无法修复的变形也可以叫做损伤。
50. Defect density：缺陷密度。
单位面积内的缺陷数。
51. Depletion implant：耗尽注入。
一种在沟道中注入离子形成耗尽晶体管的注入工艺。
（耗尽晶体管指在栅压为零的情况下有电流流过的晶体管。
）52. Depletion layer：耗尽层。
可动载流子密度远低于施主和受主的固定电荷密度的区域。
53. Depletion width：耗尽宽度。
53中提到的耗尽层这个区域的宽度。
54. Deposition：淀积。
一种在圆片上淀积一定厚度的且不和下面层次发生化学反应的薄膜的一种方法。
55. Depth of focus（DOF）：焦深。
56. design of experiments (DOE)：为了达到费用最小化、降低试验错误、以及保证数据结果的统计合理性等目的，所设计的初始工程批试验计划。
57. develop：显影（通过化学处理除去曝光区域的光刻胶，形成所需图形的过程）58. developer：Ⅰ）显影设备；Ⅱ）显影液59. diborane (B2H6)：乙硼烷，一种无色、易挥发、有毒的可燃气体，常用来作为半导体生产中的硼源60. dichloromethane (CH2CL2)：二氯甲，一种无色，不可燃，不可爆的液体。
61. dichlorosilane (DSC)：二氯甲硅烷，一种可燃，有腐蚀性，无色，在潮湿环境下易水解的物质，常用于硅外延或多晶硅的成长，以及用在沉积二氧化硅、氮化硅时的化学气氛中。
62. die：硅片中一个很小的单位，包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域。
63. dielectric：Ⅰ）介质，一种绝缘材料；Ⅱ）用于陶瓷或塑料封装的表面材料，可以提供电绝缘功能。
64. diffused layer：扩散层，即杂质离子通过固态扩散进入单晶硅中，在临近硅表面的区域形成与衬底材料反型的杂质离子层。
65. disilane (Si2H6)：乙硅烷，一种无色、无腐蚀性、极易燃的气体，燃烧时能产生高火焰，暴露在空气中会自燃。
在生产光电单元时，乙硅烷常用于沉积多晶硅薄膜。
66. drive-in：推阱，指运用高温过程使杂质在硅片中分布扩散。
67. dry etch：干刻，指采用反应气体或电离气体除去硅片某一层次中未受保护区域的混合了物理腐蚀及化学腐蚀的工艺过程。
68. effective layer thickness：有效层厚，指在外延片制造中，载流子密度在规定范围内的硅锭前端的深度。
69. EM：electromigration，电子迁移，指由通过铝条的电流导致电子沿铝条连线进行的自扩散过程。
70. epitaxial layer：外延层。
半导体技术中，在决定晶向的基质衬底上生长一层单晶半导体材料，这一单晶半导体层即为外延层。
71. equipment downtime：设备状态异常以及不能完成预定功能的时间。
72. etch：腐蚀，运用物理或化学方法有选择的去除不需的区域。
73. exposure：曝光，使感光材料感光或受其他辐射材料照射的过程。
74. fab：常指半导体生产的制造工厂。
75. feature size：特征尺寸，指单个图形的最小物理尺寸。
76. field-effect transistor（FET）：场效应管。
包含源、漏、栅、衬四端，由源经栅到漏的多子流驱动而工作，多子流由栅下的横向电场控制。
77. film：薄膜，圆片上的一层或多层迭加的物质。
78. flat：平边79. flatband capacitanse：平带电容80. flatband voltage：平带电压81. flow coefficicent：流动系数82. flow velocity：流速计83. flow volume：流量计84. flux：单位时间内流过给定面积的颗粒数85. forbidden energy gap：禁带86. four-point probe：四点探针台87. functional area：功能区88. gate oxide：栅氧89. glass transition temperature：玻璃态转换温度90. gowning：净化服91. gray area：灰区92. grazing incidence interferometer：切线入射干涉仪93. hard bake：后烘94. heteroepitaxy：单晶长在不同材料的衬底上的外延方法95. high-current implanter：束电流大于3ma的注入方式，用于批量生产96. hign-efficiency particulate air(HEPA) filter：高效率空气颗粒过滤器，去掉99.97%的大于0.3um的颗粒97. host：主机98. hot carriers：热载流子99. hydrophilic：亲水性100. hydrophobic：疏水性101. impurity：杂质102. inductive coupled plasma(ICP)：感应等离子体103. inert gas：惰性气体104. initial oxide：一氧105. insulator：绝缘106. isolated line：隔离线107. implant : 注入108. impurity n : 掺杂109. junction : 结110. junction spiking n :铝穿刺111. kerf :划片槽112. landing pad n :PAD113. lithography n 制版114. maintainability, equipment : 设备产能115. maintenance n :保养116. majority carrier n :多数载流子117. masks, device series of n : 一成套光刻版118. material n :原料119. matrix n 1 :矩阵120. mean n : 平均值121. measured leak rate n :测得漏率122. median n :中间值123. memory n : 记忆体124. metal n :金属125. nanometer (nm) n ：纳米126. nanosecond (ns) n ：纳秒127. nitride etch n ：氮化物刻蚀128. nitrogen (N2 ) n：氮气，一种双原子气体129. n-type adj ：n型130. ohms per square n：欧姆每平方: 方块电阻131. orientation n：晶向，一组晶列所指的方向132. overlap n ：交迭区133. oxidation n ：氧化，高温下氧气或水蒸气与硅进行的化学反应134. phosphorus (P) n ：磷，一种有毒的非金属元素135. photomask n ：光刻版，用于光刻的版136. photomask, negative n：反刻137. images：去掉图形区域的版138. photomask, positive n：正刻139. pilot n ：先行批，用以验证该工艺是否符合规格的片子140. plasma n ：等离子体，用于去胶、刻蚀或淀积的电离气体141. plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) n：等离子体化学气相淀积，低温条件下的等离子淀积工艺142. plasma-enhanced TEOS oxide deposition n：TEOS淀积，淀积TEOS的一种工艺143. pn junction n：pn结144. pocked bead n：麻点，在20X下观察到的吸附在低压表面的水珠145. polarization n：偏振，描述电磁波下电场矢量方向的术语146. polycide n：多晶硅 /金属硅化物，解决高阻的复合栅结构147. polycrystalline silicon (poly) n：多晶硅，高浓度掺杂（>5E19）的硅，能导电。