FÍSICA DE SEMICONDUCTORESCARACATERÍSTICAS DEL Si

UNPaola Marcela Medina Botache

-fsc17Paola- 2015

CARACTERÍSTICAS SEMICONDUCTORAS DEL Si

CARACTERÍSTICAS SEMICONDUCTORAS DEL Si

• Haga una investigación sobre el Silicio y diseñe una presentación didáctica lo más completa que pueda• Abundancia, cómo se fabrica, procesos• Su lugar en las tabla periódica• Estructura de bandas, GAP = 1,1 eV• Estructura cristalina• Propiedades del silicio intrínseco• Dopado• URL de videos• Referencias• etc

El elemento semiconductor más usado es el silicio, el segundo el germanio, aunque idéntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los de los grupos 16 y 15 respectivamente (GaAs, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd).

Elementos Semiconductores

• Metaloide, tiene una estructura cristalina FCC, es el segundo elemento mas abundante de la corteza terrestre.

Silicio (Si)

• Metaloide de color blanco grisáceo lustroso, tiene una estructura cristalina igual a la del diamante, elevado costo en la industria.

Germanio (Ge)

• Semiconductores Intrínsecos: Hay flujo de electrones y huecos, aunque la corriente resultante es cero.• Semiconductores Extrínsecos: Al añadir un pequeño porcentaje de impurezas el

semiconductor se denomina extrínseco y se dice que esta dopado.• Semiconductor Tipo N: Dopado con un elemento del grupo 15 de la tabla

periódica quedando un electrón libre.• Semiconductor Tipo P: Dopado con un elemento del grupo 13 de la tabla

periódica quedando con huecos.

Tipos y Características

Los átomos de silicio tienen su orbital externo incompleto con sólo cuatro electrones, denominados electrones de valencia. Estos átomos forman una red cristalina, en la que cada átomo comparte sus cuatro electrones de valencia con los cuatro átomos vecinos, formando enlaces covalentes. A temperatura ambiente, algunos electrones de valencia absorben suficiente energía calorífica para librarse del enlace covalente y moverse a través de la red cristalina, convirtiéndose en electrones libres. Si a estos electrones, que han roto el enlace covalente, se les somete al potencial eléctrico de una pila, se dirigen al polo positivo.

Cristal puro de silicio

Cristal Tetraédrico

Cuando un elemento con cinco electrones de valencia entra en la red cristalina del silicio, se completan los cuatro electrones de valencia que se precisan para llegar al equilibrio y queda libre un quinto electrón que le hace mucho mejor conductor. De un semiconductor dopado con impurezas pentavalentes se dice que es de tipo N.

Cuando un electrón libre abandona el átomo de un cristal de silicio, deja en la red cristalina un hueco, que con respecto a los electrones próximos tiene efectos similares a los que provocaría una carga positiva.

Las vacancias tienen la misma carga pero con signo positivo.

Funcionamiento• Su funcionamiento se basa en la conducción y el control del flujo de los electrones u

otras partículas cargadas eléctricamente.

• Con el proceso de Czochralski podeos obtener silicio con una red cristalina ordenada y con buen flujo de electrones. Esto nos dará una “salchicha de cristal de silicio” que posteriormente se cortara para obtener obleas de silicio de medio milímetro de espesor.

Método de Fabricación de las obleas de Silicio

http://eltamiz.com/2008/02/02/conoce-tus-elementos-el-silicio/

Http://javiereduardotaborda.Blogspot.Com/Http://blogs.Creamoselfuturo.Com/nano-tecnologia/

category/foro-debate-sobre-nanotecnologia/page/2/Http://es.Wikipedia.Org/wiki/electr%c3%b3nicaWww.Uclm.Es/.../alumnosmateriales0506/MATERIALES

%20ELECTRÓNICOS

Bibliografía

• Haga lo mismo con otros materiales semiconductores de las columnas III, IV y V de la Tabla Periódica.• Escoja un solo material semiconductor• Siempre relacione sus relaciones con el Silicio