semikonduktiivista

Semikonduktiivisilla materiaaleilla tarkoitetaan aineita, joiden sähkönjohtavuus on välimuotoa johtavien ja eristeiden välillä. Tavallisimpia semikonduktoreita ovat pi (Si) ja germanium (Ge), mutta käytössä ovat myös galliumarsenidi (GaAs) ja indiumfosfidi (InP). Sähköinen käyttäytyminen määräytyy energiatason rakenteen sekä lämpötilan ja puhtauden vaikutuksesta. Energia-aukko määrittää, kuinka helposti elektroneja vapautuu johtuvuuteen.

Dopauksella voidaan lisätä johtavuutta. Puhdas (intrinsic) semikonduktori johtaa vähän, mutta dopauksen avulla syntyy n-tyyppistä materiaalia (donorit, kuten fosfori), jossa on runsaasti vapaita elektroneja, tai p-tyyppistä materiaalia (acceptorit, kuten boori), jossa aukkoja on runsaasti. PN-liitokset muodostavat diodien sekä transistorien perusrakenteen.

Pi on yleisesti käytetty materiaali integroiduissa piireissä sen hyvien elektronisten ja lämpöominaisuuksien sekä helpon valmistettavuuden vuoksi. Muita materiaaleja käytetään erityisesti optoelektroniikassa ja korkeataajuuslaitteissa, kuten galliumarsenidi (GaAs), galliumnitriidi (GaN) ja indiumfosfidi (InP). Näitä käytetään muun muassa diodien, transistorien, LEDien, lasertekniikan ja aurinkokennojen valmistuksessa.

Valmistusprosessi koostuu kiteen kasvattamisesta ja wafer-tyyppisten puolijohdealustojen valmistuksesta, dopauksesta sekä piireiden kuvioinnista litografian avulla. Dopatun alueen muokkaus tapahtuu diffuosion tai ionisäteen implantaatioilla. Valmiit piirit testataan, pakataan ja liitetään elektronisiin järjestelmiin.