Un semi-conducteur peut être défini comme un matériau qui possède les caractéristiques et la capacité de conduire une petite quantité de courant électrique. Les semi - conducteurs ont une résistance beaucoup plus faible au flux de courant électrique dans un sens que dans un autre. Les composants électroniques tels que les diodes, les transistors et de nombreuses cellules photovoltaïques contiennent des matériaux semi-conducteurs. La conductivité électrique d'un dispositif à semi-conducteur peut être contrôlée sur une large plage, de manière permanente ou dynamique.
Quels matériaux sont utilisés pour fabriquer un semi - conducteur ?
Plusieurs matériaux sont utilisés pour fabriquer un semi - conducteur . L’exigence de base d’un semi-conducteur est qu’il ne soit pas un très bon conducteur d’électricité, ni un très mauvais conducteur d’électricité. Ses propriétés peuvent être modifiées en ajoutant ou en supprimant des atomes. Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus utilisé. Le germanium, l'arséniure de gallium et le carbure de silicium sont peu utilisés pour fabriquer des semi - conducteurs .
Comment sont fabriqués les semi - conducteurs ?
Les semi-conducteurs de fabrication ont besoin d’expertise et d’expérience. Les produits chimiques à utiliser doivent être purs et exempts de toute impureté. Le processus consistant à ajouter des impuretés contrôlées à un semi-conducteur est appelé dopage. Les plaquettes de silicium sont un ingrédient important dans la fabrication de semi-conducteurs.
Processus de fabrication de semi-conducteurs :
Conception / création de masque: Au cours de cette phase, la fonction du semi-conducteur / circuit intégré est définie, le circuit électrique est conçu et un masque pour la fabrication de circuits intégrés est créé sur la base de la conception.
Patterning: Cette procédure est utilisée pour la formation d'un motif de circuit au cours de divers processus frontaux.
Fabrication de plaquettes: Au cours de cette phase, un CI est créé sur un substrat de silicium (plaquette).
Formation du dispositif / Formation de la couche isolante du dispositif: Une couche isolante du dispositif (film d'oxyde de champ) est formée pour l'isolation électrique des dispositifs.
Formation du dispositif / Formation du transistor: Des transistors sont formés dans les régions actives pour contrôler le flux d'électrons.
Métallisation: des dispositifs, tels que des transistors, sont interconnectés pour former un circuit électronique.
Assemblage et test: Au cours de cette phase, les puces créées lors de la phase de fabrication de la plaquette sont encapsulées dans des emballages et inspectées minutieusement avant de devenir des produits complets.
Tous les matériaux semi-conducteurs tels que le silicium, le germanium, l'arséniure de gallium et le carbure de silicium ont une propriété unique: tous ont 4 électrons dans leur orbite la plus externe. Les 4 électrons forment des liaisons covalentes parfaites avec quatre autres atomes, créant un réseau pour former des cristaux. Ces cristaux peuvent ressembler à un diamant (si le matériau semi-conducteur utilisé est du carbone) ou à une substance métallique argentée (si le matériau semi-conducteur utilisé est du silicium).
La plupart des semi-conducteurs sont fabriqués à partir de silicium, car il est abondamment disponible sur terre et il est facile de travailler avec. Lorsqu'une substance «impure», telle que du bore ou du gallium, est introduite en petite quantité, le cristal de silicium devient instable. Cette instabilité permet la libre circulation des électrons. La libre circulation des électrons provoque un déséquilibre des électrons. Ce déséquilibre des électrons peut générer une charge qui peut être soit une charge positive (s'il y a moins d'électrons), soit une charge négative (s'il y a plus d'électrons).
Conclusion
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus utilisé. Les électrons sont chargés négativement et les protons sont chargés positivement tandis que le neutron n'a pas de charge. Les semi-conducteurs fonctionnent en raison du déséquilibre des électrons qui portent une charge négative. Ce déséquilibre des électrons génère des charges positives (où il y a un excès de protons) et négatives (où il y a un excès d'électrons) à deux extrémités des surfaces du matériau semi - conducteur . Voici comment fonctionne un semi - conducteur .
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