Un semiconduttore può essere definito come un materiale che ha le caratteristiche e la capacità di condurre una piccola quantità di corrente elettrica. I semiconduttori hanno una resistenza molto inferiore al flusso di corrente elettrica in una direzione rispetto a un'altra. Componenti elettronici come diodi, transistor e molte celle fotovoltaiche contengono materiali semiconduttori. La conducibilità elettrica di un dispositivo a semiconduttore può essere controllata su un'ampia gamma, in modo permanente o dinamico.
Quali materiali sono utilizzati per realizzare un semiconduttore ?
Ci sono diversi materiali che vengono utilizzati per creare un semiconduttore . Il requisito di base di un semiconduttore è che non dovrebbe essere un ottimo conduttore di elettricità, né dovrebbe essere un cattivo conduttore di elettricità. Le sue proprietà possono essere modificate aggiungendo o rimuovendo gli atomi. Il silicio è il materiale semiconduttore più utilizzato. Pochi altri materiali utilizzati nella fabbricazione di semiconduttori sono germanio, arseniuro di gallio e carburo di silicio.
Come sono fatti i semiconduttori ?
I semiconduttori di produzione hanno bisogno di esperienza ed esperienza. I prodotti chimici da utilizzare devono essere puri e privi di qualsiasi impurità. Il processo di aggiunta di impurità controllate a un semiconduttore è noto come drogaggio. I wafer di silicio sono un ingrediente importante nella produzione di semiconduttori.
Processo di produzione di semiconduttori :
Creazione Design / Maschera: Durante questa fase, viene definita la funzione del semiconduttore / IC, viene progettato il circuito elettrico e viene creata una maschera per la produzione IC in base al progetto.
Patterning: questa procedura viene utilizzata per la formazione di un pattern circuit durante vari processi front-end.
Fabbricazione di wafer: durante questa fase, viene creato un IC su un substrato di silicio (wafer).
Formazione del dispositivo / Formazione del livello di isolamento del dispositivo: uno strato di isolamento del dispositivo (film di ossido di campo) è formato per l'isolamento elettrico dei dispositivi.
Formazione di dispositivi / Formazione di transistor: i transistor sono formati nelle regioni attive per controllare il flusso di elettroni.
Metallizzazione: i dispositivi, come i transistor, sono interconnessi per formare un circuito elettronico.
Assemblaggio e test: durante questa fase, i chip IC creati durante la fase di fabbricazione dei wafer sono incapsulati in pacchetti e ispezionati a fondo prima di diventare prodotti completati.
Tutti i materiali semiconduttori come il silicio, il germanio, l'arseniuro di gallio e il carburo di silicio hanno una proprietà unica: tutti hanno 4 elettroni nella loro orbita più esterna. Tutti i 4 elettroni formano perfetti legami covalenti con altri quattro atomi creando un reticolo per formare cristalli. Questi cristalli possono assomigliare a un diamante (se il materiale semiconduttore utilizzato è carbonio) o può sembrare una sostanza metallica argentata (se il materiale semiconduttore utilizzato è il silicio).
La maggior parte dei semiconduttori sono realizzati utilizzando il silicio poiché è abbondantemente disponibile sulla terra ed è facile da lavorare. Quando una sostanza "impura", come il boro o il gallio viene introdotta in piccole quantità, fa sì che il cristallo di silicio diventi instabile. Questa instabilità consente il libero movimento di elettroni. Il libero movimento degli elettroni causa uno squilibrio degli elettroni. Questo squilibrio di elettroni può generare una carica che può essere una carica positiva (se ci sono elettroni minori) o una carica negativa (se ci sono più elettroni).
Conclusione
Il silicio è il materiale semiconduttore più utilizzato. Gli elettroni sono caricati negativamente e i protoni sono caricati positivamente mentre il neutrone non ha carica. I semiconduttori funzionano a causa dello squilibrio degli elettroni che portano una carica negativa. Questo squilibrio di elettroni genera positivo (dove ci sono protoni in eccesso) e cariche negative (dove ci sono elettroni in eccesso) alle due estremità delle superfici del materiale semiconduttore . Questo è come funziona un semiconduttore .
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