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Semi-conducteurs

Objet: Physique
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Qu'est-ce qu'un semi-conducteurs?

Un certain nombre d'éléments sont classés comme des semi-conducteurs, le silicium, le zinc et le germanium. Ces éléments ont la capacité de conduire l'électricité et peuvent être commandés en fonction de leur conductivité. Le silicium est le plus användna sujet, car il est si facile à obtenir. Le silicium est essentiellement dérivée de sable. Il a été utilisé pendant des siècles pour faire fer, des briques et des pots. De forme pure ajouté certaines impuretés (dopage) appelé qui modifient la structure du silicium. Le silicium peut alors agir comme conducteur ou non-conducteur en fonction de la polarité d'une charge électrique est appliquée. Par la présente, les semi-conducteurs terme.

Early Framtaganden

Matériaux semi-conducteurs ont été étudiés dans le laboratoire déjà au début des années 1830. Ils ont d'abord matériaux étudiés étaient un groupe d'éléments et composés qui sont généralement de mauvais conducteurs d'entre eux est devenu chauffée. Pour faire la lumière sur une partie du courant électrique généré qui ne pouvait être conduit dans une direction. 1874 a été non seulement l'électricité utilisée pour rendre l'énergie mais aussi de transporter des informations. Le télégraphe, le téléphone, la radio et plus tard, ont été les premiers appareils dans une industrie qui serait connu plus tard comme l'électronique. Récepteur radio nécessite un composant appelé redresseur spécial pour recevoir des signaux. Ferdinand Brown utilisé un redresseur sous la forme d'galliumkristall de construire un récepteur à ses besoins. Ainsi est né le premier dispositif semi-conducteur.

Circuit intégré

Jusqu'en 1959, tous les composants électriques sont discrètes. Ce qui signifie qu'ils ne exercé une fonction et plusieurs devaient être reliés entre eux pour former un circuit de travail. Bien qu'un grand nombre de transistors discrets identiques pourrait être produite sur un seul disque où ils avaient à les démonter et de les envelopper individuellement dans les petites capitalisations. Pour emballer chaque composant et les composants de commutation de circuits dans la main était extrêmement inefficace. Militaire créer des méthodes plus efficaces pour réaliser des circuits. Les nouvelles technologies ont émergé et circuits IC ont été vite fait avec des composants différents (transistors, résistances, condensateurs) sont formés sur la même puce. Mais les connexions des différents composants étaient toujours avec la commutation manuelle laborieuse. 1959 produite Jean hoerni et Robert Noyce, un nouveau processus appelé «technologie planaire» à Fairchild Semiconductor, qui leur a donné la possibilité de diffuser les différentes couches sur la surface d'une plaquette de silicium de faire un transistor. Ce processus a permis les connexions métalliques se évaporer sur la surface plane du transistor et remplacé l'embrayage à la main. Le nouveau procédé utilisant du silicium au lieu de germanium et faites la production commerciale de IC circuits possibles. La nouvelle résistance à la technologie IC ouvert la voie à une grande popularité. À la fin de 1960, près de 90% de tous les composants de circuits IC fait.

Semi-conducteurs alors voici Construit

Aujourd'hui, la plupart des gens circuits IC en silicium. Faire puce mémoire de silicium est une procédure fodrande et pointilleux impliquant ingénieurs, chimistes et physiciens. La première étape du silicium au circuit est le développement d'un cylindre de cristal simple, propre ou une plaque de silicium qui est de 6 à 8 pouces de diamètre. Ces cylindres sont tranchés en fines, Stock polie moins de 1/40 pouce d'épaisseur. Circuiter les éléments (transistors, résistances, condensateurs) sont construits dans les couches du disque. puces de mémoire des centaines sont gravés sur chaque disque. La plupart puce qui est conçu est faite avec l'aide de systèmes informatiques ou de programmes de CAO. Les circuits sont fabriqués, testés par simulation puis perfectionné sur les systèmes informatiques avant qu'ils ne soient construits. Quand une conception est faite photomasques en verre transparent. Un masque pour chaque disque. Ces masques sont utilisés dans un processus connu comme la photolithographie. Les puces de mémoire à semi-conducteur sont faites de pièces extrêmement propre, car les circuits sont si petites que même de très petites particules de poussière peuvent les endommager. Them plus grandes entreprises ont entre classe 1 et 10 dans leurs chambres. Dans une classe une chambre est une particule de poussière par pied cube (environ 30 dm3). En comparaison, a un hôpital propre et moderne environ 10 000 particules de poussière par pied cube. L'air à l'intérieur des chambres est filtrée et recyclée dans l'ensemble, et tous les employés portent des vêtements spéciaux tels que poussière-caps et des masques pour obtenir la particule d'air libre. Dans l'environnement stérile plateaux exposés pour un procédé photographique multi-étape est répétée une fois par masque. Chaque masque définit les divers éléments tels que des transistors, des condensateurs, des résistances et des connecteurs qui ont fusionné pour former un circuit IC complète et définit le motif de circuit pour chaque couche qui obtient effectué. Au début du processus de production sont plaquette de silicium recouverte d'une fine couche de verre, puis une couche de nitrite. La couche de verre est formée par exposition de la plaquette de silicium avec de l'oxygène à une température de 900 degrés ou plus en une heure ou plus en fonction de l'épaisseur. A des températures plus élevées, la réaction chimique (oxydation) beaucoup plus rapide. Etant donné que le disque est recouvert d'un liquide photosensible d'épaisseur. Une partie du disque est sélectionné pour une exposition en plaçant un masque entre une source de lumière ultraviolette et le disque. Dans ses parties transparentes de jugement du masque de sorte que la lumière brille à travers et frappe le liquide. Les liquides durcit et devient imperméable aux tirages lorsqu'elle est exposée à un rayonnement ultraviolet. Ce procédé chimique permet la production suit la solution pour éliminer le fluide non exposée tout en laissant le liquide exposée sur le disque dur. Le disque est soumis à un processus de gravure (soit gasetsning de plasma d'acide humide ou sec) pour enlever la partie de la couche de nitrite qui ne est pas protégé par l'alcool fort.

Cela laisse un motif de nitrite sur le disque dans une conception précise du masque. Le liquide de durcissement est ensuite enlevé avec un autre produit chimique. Interférer substances ajoutées fréquemment dans le cadre de la formation de la couche dans les opérations à haute température ou avec d'implantation ionique. Ces substances interfèrent vestimentaires les conducteurs silicium caractéristiques qui font qu'il soit négativement ou positivement. Ils ici les étapes de base sont répétées pour chaque couche de silicium, verre et aluminium. Le disque fini est une construction complexe du silicium négative et positive, la couche d'isolation du vitrage et de nitrite de silicium. Tous les éléments de circuit (transistors, résistances, capacités) sont réalisés dans des premières opérations de masque. Suivant l'étape de masque assemble ces éléments de circuit. Une couche isolante de verre inséré et un masque de contact est utilisé pour définir ces fenêtres de contact ou chaque élément de circuit. Après la fenêtre de contact est gravée couvert la totalité du disque d'une mince couche d'aluminium dans une chambre. masques métalliques sont utilisés pour définir la couche d'aluminium en laissant un fin réseau de connexions métalliques minces ou des fils. L'ensemble du disque est ensuite recouvert d'une couche de verre et de nitrure de silicium isolant de protection contre les contaminants qui peuvent endommager lors du montage. Cette couche protectrice est appelée couche de couches d'oxyde. Le masque finale et les ensembles de couches d'oxyde ne enlève le matériau oxydé par les bornes (raquettes appelés de liaison). "plots de liaison" sont utilisés pour connecter le corps vers les jambes métalliques de boîtier en matière plastique ou en céramique qui entoure le silicium. Sur la scène de la plaquette de tester tous les circuits IC et les circuits de fonctionnement et non-fonctionnement sont identifiés et un fichier de données sur un ordinateur. Un tailleur de diamants depuis le disque dans différentes puces. Puces non-funktionabla sont rejetés et le reste sont mis ensemble dans un boîtier en plastique ou en céramique. Minces fils d'or "reliant les plots de connexion" sur la puce pour les broches métalliques sur la couverture. Puce de mémoire individuelle entièrement testé pour se assurer qu'il conserve la plus haute qualité et la sécurité. Sont ensuite envoyés à des clients partout dans le monde.

Au cours des 30 dernières années, les semi-conducteurs sont devenus indispensables dans de nombreux aspects de la vie quotidienne. Même les gens qui ne savent pas comment utiliser un ordinateur utilisent probablement des semi-conducteurs, d'une manière ou d'une autre. Beaucoup de grandes opportunités que nous avons dans notre monde moderne, nous pouvons remercier le semi-conducteur pour.

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