Fabricação de Semicondutores
Os semicondutores são materiais orgânicos ou inorgânicos que controlam sua condução com base na estrutura química, temperatura, iluminação e presença de dopantes. Eles possuem uma condutividade elétrica intermediária entre metais, como cobre e ouro, e isolantes, como vidro. Os semicondutores têm uma lacuna de energia inferior a 4eV (cerca de 1eV), um intervalo de energia entre as bandas de valência e de condução onde estados eletrônicos são proibidos. Diferentemente dos condutores, os elétrons dos semicondutores precisam adquirir energia (por exemplo, de radiação ionizante) para atravessar essa lacuna e atingir a banda de condução.
Processo de Fabricação
A fabricação de semicondutores envolve várias etapas precisas e automatizadas:
- Crescimento de Cristais: Cultiva-se um cristal puro de silício, que servirá como substrato.
- Preparação de Wafers: O cristal é cortado em wafers finos e polidos para remover defeitos e impurezas.
- Revestimento com Fotoresistência: Aplica-se uma camada fina de material fotoresistente sobre o wafer.
- Fotomáscara: Coloca-se uma máscara fotográfica sobre o wafer, expondo-o à luz ultravioleta para criar um padrão.
- Gravação: Utiliza-se uma solução química ou plasma para remover material de silício das áreas não protegidas pelo fotoresistente.
- Implantação de Íons: Íons são implantados nas áreas expostas do wafer, alterando suas propriedades elétricas.
- Processamento Térmico: O wafer é aquecido para ativar os íons implantados e recozer a estrutura cristalina do silício.
- Deposição: Depósitos de materiais em camadas finas são feitos no wafer.
- Fotolitografia: Remove-se o fotoresistente e repete-se o processo para criar camadas adicionais de material padronizado.
- Corte e Embalagem: Após a finalização das camadas, o wafer é cortado em chips individuais e embalados para uso em dispositivos eletrônicos.
Tipos de Semicondutores
Os semicondutores são classificados em dois tipos básicos com base em suas propriedades eletrônicas:
- Semicondutores Intrínsecos: São semicondutores puros, compostos de um único elemento (como Silício ou Germânio), sem dopagem intencional com impurezas. Eles conduzem eletricidade quando aquecidos, permitindo que alguns elétrons se libertem e tornem-se elétrons livres na banda de condução.
- Semicondutores Extrínsecos: São semicondutores dopados intencionalmente para mudar suas propriedades eletrônicas, classificados em:
- Semicondutores tipo p: Dopados com átomos que têm menos elétrons de valência do que o material do semicondutor, criando “buracos” na banda de valência.
- Semicondutores tipo n: Dopados com átomos que têm mais elétrons de valência, gerando excesso de elétrons na banda de condução.
