Quando se trata de fabricar semicondutores, a escolha do material é crucial.
O silício é, desde há muito, o material de eleição para este fim.
No entanto, estão a surgir novos materiais que podem mudar o jogo.
Vamos lá ver os pormenores.
Qual é o material mais preferido para o fabrico de um semicondutor? (5 ideias-chave)
1. O silício como escolha tradicional
O silício tem sido o principal material para o fabrico de semicondutores.
É abundante, tem um custo relativamente baixo e dispõe de uma infraestrutura bem estabelecida para o seu processamento.
As propriedades do silício, como o seu intervalo de banda e a capacidade de ser dopado com outros elementos, tornam-no ideal para uma vasta gama de dispositivos electrónicos.
2. Materiais emergentes
Está a haver uma mudança para materiais que satisfazem melhor critérios como o respeito pelo ambiente, a sustentabilidade e melhorias de desempenho específicas.
SiC, GaN, Ga2O3 e Diamante são conhecidos para a eletrónica de potência devido à sua capacidade de lidar com alta potência e altas temperaturas.
GaN, AlN e ligas de AlGaN são preferidas para dispositivos emissores de luz devido às suas propriedades ópticas superiores.
O AlScN é utilizado em dispositivos MEMS, SAW e BAW devido às suas propriedades piezoeléctricas.
O GaSb e o InSb são utilizados para a deteção de gases devido à sua sensibilidade a gases específicos.
O diamante e o AlN são utilizados em aplicações RF devido à sua elevada condutividade térmica e propriedades eléctricas.
3. Hetero-integração e tecnologia quântica
A utilização de técnicas de heterointegração para combinar diferentes materiais está a melhorar o desempenho dos dispositivos.
Esta abordagem é particularmente relevante nos MEMS e nos dissipadores de calor.
No caso da tecnologia quântica, os materiais estão a ser modificados a nível atómico para satisfazer os requisitos rigorosos dos sensores, computadores e dispositivos de comunicação quânticos.
4. Aplicações ambientais e biológicas
Há uma ênfase crescente em materiais quimicamente inertes e biocompatíveis.
Esta mudança é impulsionada pela necessidade de tecnologias sustentáveis e amigas do ambiente, especialmente em eletroquímica e bioaplicações.
5. Carboneto de silício (SiC)
O SiC está a ganhar destaque devido às suas propriedades superiores.
Tem um grande intervalo de banda, elevada condutividade térmica e elevada mobilidade de saturação de electrões, o que o torna uma escolha preferencial para semicondutores de potência.
O SiC também se mostra promissor em aplicações de alta temperatura, resistência à corrosão e resistência ao desgaste, expandindo a sua utilidade para além dos semicondutores tradicionais.
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Embora o silício continue a ser a pedra angular do fabrico de semicondutores, a indústria está a assistir a uma mudança significativa para materiais alternativos como SiC, GaN e outros.
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