O processo de fabrico de semicondutores envolve várias etapas complexas, principalmente centradas na criação de películas finas em bolachas de silício puro. Este processo é crucial para conferir as propriedades eléctricas necessárias aos materiais semicondutores. As principais técnicas utilizadas para depositar estas películas finas são a deposição química de vapor (CVD) e a deposição física de vapor (PVD).
Resumo do processo:
- Preparação da pastilha de silício: O processo começa com uma bolacha de silício fino e puro.
- Deposição de película fina: Este processo envolve a aplicação de camadas de película à escala atómica ou molecular utilizando técnicas de CVD ou PVD.
- Deposição química de vapor (CVD): Este método utiliza precursores gasosos que se convertem num revestimento sólido no substrato através de reacções químicas numa câmara de alta temperatura.
- Deposição Física de Vapor (PVD): Este método envolve técnicas de revestimento de elevada pureza como a pulverização catódica, a evaporação térmica ou a evaporação por feixe eletrónico.
- Fabrico de dispositivos semicondutores: Inclui a formação de camadas isolantes entre camadas, aplicação de camadas fotorresistentes, desenvolvimento de padrões, gravação e dopagem para criar diferentes tipos de dispositivos semicondutores, como BJTs, FETs e transístores.
Explicação pormenorizada:
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Preparação da pastilha de silício: O material de base para o fabrico de semicondutores é uma bolacha de silício puro, que é uma fatia fina de cristal de silício. Esta bolacha serve de substrato sobre o qual são depositadas várias camadas de materiais.
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Deposição de películas finas: A deposição de películas finas é fundamental, uma vez que determina as propriedades eléctricas do semicondutor.A CVD ePVD são os dois principais métodos utilizados. O CVD é preferido pela sua elevada precisão e envolve a utilização de precursores gasosos que reagem quimicamente para formar uma película sólida no substrato. Este processo ocorre num ambiente de alta temperatura, garantindo a formação de uma película uniforme e de alta qualidade. A PVD, por outro lado, envolve processos físicos como a pulverização catódica ou a evaporação para depositar materiais, que são particularmente úteis para criar revestimentos de alta pureza.
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Fabrico de dispositivos semicondutores: Após a deposição de películas finas, o processo passa para etapas mais específicas de fabrico de dispositivos. Isto inclui a aplicação de uma camada isoladora entre camadas, que é crucial para o isolamento elétrico entre os diferentes componentes do dispositivo. Por cima desta, é aplicada uma camada fotorresistente, que é modelada para criar desenhos específicos que orientam o processo de gravação. O processo de gravação remove seletivamente partes das camadas para definir as estruturas do dispositivo. Após a gravação, a camada fotorresistente é removida e a dopagem é realizada para alterar as propriedades eléctricas de regiões específicas do semicondutor, permitindo a criação de vários tipos de transístores e outros componentes electrónicos.
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Avanços tecnológicos: O domínio do fabrico de semicondutores está em constante evolução, com técnicas mais recentes, como a CVD de plasma de alta densidade, a serem desenvolvidas para enfrentar os desafios colocados pela crescente complexidade e miniaturização dos dispositivos semicondutores. Estes avanços ajudam a preencher espaços extremamente pequenos entre camadas, melhorando o desempenho global e a estabilidade dos dispositivos.
Em conclusão, o fabrico de semicondutores é um processo complexo e preciso que envolve a deposição e a manipulação cuidadosas de películas finas em bolachas de silício, seguidas de processos intrincados de fabrico e dopagem para criar os componentes electrónicos essenciais para a tecnologia moderna.
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