Навіны галіны

Чым займаецца паўправадніковая прамысловасць

2023-12-08

   Паўправадніковая прамысловасць у асноўным засяроджваецца на інтэгральных схемах, спажывецкай электроніцы, сістэмах сувязі, фотаэлектрычнай вытворчасці электраэнергіі, асвятленні, пераўтварэнні энергіі высокай магутнасці і іншых галінах. З пункту гледжання тэхналогій і эканамічнага развіцця важнасць паўправаднікоў велізарная

    Большасць сучасных электронных прадуктаў, такіх як кампутары, мабільныя тэлефоны або лічбавыя дыктафоны, маюць вельмі цесную сувязь з паўправаднікамі ў якасці асноўных элементаў. Звычайныя паўправадніковыя матэрыялы ўключаюць крэмній, германій, арсенід галію і г. д. Сярод розных паўправадніковых матэрыялаў крэмній з'яўляецца найбольш уплывовым у камерцыйных прымяненнях.

Паўправаднікі адносяцца да матэрыялаў з праводнасцю паміж праваднікамі і ізалятарамі пры пакаёвай тэмпературы. Дзякуючы шырокаму прымяненню ў радыёпрыёмніках, тэлевізарах і вымярэнні тэмпературы, паўправадніковая прамысловасць мае велізарны патэнцыял развіцця, які пастаянна змяняецца. Кантраляваная праводнасць паўправаднікоў гуляе вырашальную ролю як у тэхналагічнай, так і ў эканамічнай сферах.

     Уверх па плыні паўправадніковай прамысловасці знаходзяцца кампаніі па распрацоўцы мікрасхем і кампаніі па вытворчасці крэмніевых пласцін. Кампаніі, якія займаюцца распрацоўкай мікрасхем, распрацоўваюць прынцыповыя схемы ў адпаведнасці з патрэбамі кліентаў, у той час як кампаніі-вытворцы крэмніевых пласцін вырабляюць крамянёвыя пласціны з выкарыстаннем у якасці сыравіны полікрышталічнага крэмнію. Асноўная задача кампаній, якія займаюцца вытворчасцю мікрасхем, - перанесці схемы, распрацаваныя дызайнерскімі кампаніямі, на пласціны, вырабленыя кампаніямі-вытворцамі крэмніевых пласцін. Гатовыя пласціны затым адпраўляюцца на заводы па ўпакоўцы і тэсціраванню мікрасхем для ўпакоўкі і тэсціравання.

    Рэчывы ў прыродзе можна падзяліць на тры катэгорыі ў залежнасці ад іх праводнасці: праваднікі, ізалятары і паўправаднікі. Паўправадніковыя матэрыялы адносяцца да тыпу функцыянальных матэрыялаў з праводнасцю паміж токаправоднымі і ізаляцыйнымі матэрыяламі пры пакаёвай тэмпературы. Праводнасць дасягаецца за кошт выкарыстання двух тыпаў носьбітаў зарада, электронаў і дзірак. Удзельнае электрычнае супраціўленне пры пакаёвай тэмпературы звычайна складае ад 10-5 да 107 Ом·м. Звычайна ўдзельнае супраціўленне павялічваецца з павышэннем тэмпературы; Калі дадаваць актыўныя прымешкі або апраменьваць іх святлом або выпраменьваннем, удзельнае электрычнае супраціўленне можа змяняцца на некалькі парадкаў. Дэтэктар з карбіду крэмнія быў выраблены ў 1906 годзе. Пасля вынаходкі транзістараў у 1947 годзе паўправадніковыя матэрыялы, як самастойная галіна матэрыялаў, дасягнулі вялікага прагрэсу і сталі незаменнымі матэрыяламі ў электроннай прамысловасці і галінах высокіх тэхналогій. Праводнасць паўправадніковых матэрыялаў вельмі адчувальная да некаторых слядоў прымешак з-за іх характарыстык і параметраў. Паўправадніковыя матэрыялы высокай чысціні называюцца ўласнымі паўправаднікамі, якія маюць высокае ўдзельнае электрычнае супраціўленне пры пакаёвай тэмпературы і з'яўляюцца дрэннымі праваднікамі электрычнасці. Пасля дадання адпаведных прымешак да паўправадніковых матэрыялаў высокай чысціні ўдзельнае электрычнае супраціўленне матэрыялу значна зніжаецца з-за таго, што атамы прымешак забяспечваюць токаправодныя носьбіты. Гэты тып легаванага паўправадніка часта называюць прымесным паўправадніком. Прымесныя паўправаднікі, якія абапіраюцца на праводнасць электронаў зоны праводнасці, называюцца паўправаднікамі N-тыпу, а тыя, якія абапіраюцца на праводнасць дзіркі валентнай зоны, называюцца паўправаднікамі P-тыпу. Калі розныя тыпы паўправаднікоў уступаюць у кантакт (утвараючы PN-пераходы) або калі паўправаднікі ўступаюць у кантакт з металамі, адбываецца дыфузія з-за розніцы ў канцэнтрацыі электронаў (або дзірак), утвараючы бар'ер у кропцы кантакту. Такім чынам, гэты тып кантакту мае адзіночную праводнасць. Выкарыстоўваючы аднанакіраваную праводнасць PN-пераходаў, можна ствараць паўправадніковыя прылады з рознымі функцыямі, такія як дыёды, транзістары, тырыстары і г. д. Акрамя таго, праводнасць паўправадніковых матэрыялаў вельмі адчувальная да зменаў знешніх умоў, такіх як цяпло, святло, электрычнасць, магнетызм і г. д. На аснове гэтага можна вырабляць розныя адчувальныя кампаненты для пераўтварэння інфармацыі. Характэрныя параметры паўправадніковых матэрыялаў ўключаюць шырыню забароненай зоны, удзельнае супраціўленне, рухомасць носьбітаў, час жыцця нераўнаважных носьбітаў і шчыльнасць дыслакацый. Шырыня забароненай зоны вызначаецца электронным станам і атамнай канфігурацыяй паўправадніка, адлюстроўваючы энергію, неабходную валентным электронам у атамах, якія складаюць гэты матэрыял, для ўзбуджэння са звязанага стану ў свабодны стан. Удзельнае электрычнае супраціўленне і рухомасць носьбіта адлюстроўваюць праводнасць матэрыялу. Час жыцця нераўнаважных носьбітаў адлюстроўвае характарыстыкі рэлаксацыі ўнутраных носьбітаў у паўправадніковых матэрыялах, якія пераходзяць з нераўнаважнага стану ў раўнаважны пад дзеяннем знешніх уздзеянняў (такіх як святло або электрычнае поле). Дыслакацыя - найбольш распаўсюджаны тып дэфектаў у крышталях. Шчыльнасць дыслакацый выкарыстоўваецца для вымярэння ступені цэласнасці рашоткі паўправадніковых монакрысталічных матэрыялаў, але для аморфных паўправадніковых матэрыялаў гэты параметр адсутнічае. Характэрныя параметры паўправадніковых матэрыялаў могуць не толькі адлюстроўваць адрозненні паміж паўправадніковымі матэрыяламі і іншымі непаўправадніковымі матэрыяламі, але, што больш важна, яны могуць адлюстроўваць колькасныя адрозненні ў характарыстыках розных паўправадніковых матэрыялаў і нават аднаго і таго ж матэрыялу ў розных сітуацыях.



X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept