Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


METALES SEMICONDUCTORES, Guías, Proyectos, Investigaciones de Ciencias

METALES SEMICONDUCTORES Y DE LOS FUNDAMENTOS DE FABRICACION

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020

Subido el 07/03/2023

ARELY_2505
ARELY_2505 🇲🇽

5

(2)

5 documentos

1 / 5

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
Contacto Metal-Semiconductor
La unión metal-semiconductor (M-S) es aquel tipo de unión eléctrica donde un metal tiene
un estrecho contacto con un semiconductor. En los metales se puede encontrar que sus
bandas de conducción y valencia se superponen en una sola banda, con una banda
Fermi en su interior y, al contrario, un semiconductor tiene las bandas de valencia y
conducción con el nivel de Fermi entre ellas con la banda prohibida.
La función del trabajo de un metal y de un semiconductor, se tiene como toda
aquella energía que se necesita para poder liberar un electrón que se encuentra dentro
del nivel de Fermi a un punto del vacío. Siendo que para los semiconductores se toma
en cuenta también su afinidad electrónica, de tan manera que tanto su afinidad
electrónica como su función de trabajo son magnitudes intrínsecas.
Se tiene que para crearse un contacto metal-semiconductor se necesita que la
distancia entre ambos materiales se logre reducir hasta cero. Ya que se comienza un
proceso de difusión de electrones, así como una unión p-n.
Cuando sucede esto se genera un campo eléctrico, el cual genera una diferencia de
potencial en el semiconductor, ya que es el que queda descompensado por los
electrones que se van al metal. Lo que al final tendrá como consecuencia una curvatura
de las bandas de energía.
Estas uniones se clasifican en dos tipos: las rectificadoras que se tienen en forma
de barrera de Schottky y las no rectificadoras también llamada contacto óhmico. El
primero actúa de forma similar a las uniones tipo p-n, mientras que el segundo tiene un
comportamiento lineal y una resistencia despreciable, de tal manera que este no
interferirá en las características eléctricas del dispositivo.
Fundamentos de la Fabricación de Circuitos Integrados
1. Preparación de oblea (wafer): Uno de los métodos mas comunes que se utilizan
para obtener la oblea de Si es el método de Czochralski. Para esto se pone en
contacto un pequeño cristal de Si puro con Si fundido, para que el cristal que se
obtenga mediante rotación se pueda cortar en rebanadas; luego se pulen por
medio de abrasión física y química consiguiendo una superficie elevada en calidad
y planaridad. Estas obleas llevan entre uno o dos cortes, el primero indica la
pf3
pf4
pf5

Vista previa parcial del texto

¡Descarga METALES SEMICONDUCTORES y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Ciencias solo en Docsity!

Contacto Metal-Semiconductor La unión metal-semiconductor (M-S) es aquel tipo de unión eléctrica donde un metal tiene un estrecho contacto con un semiconductor. En los metales se puede encontrar que sus bandas de conducción y valencia se superponen en una sola banda, con una banda Fermi en su interior y, al contrario, un semiconductor tiene las bandas de valencia y conducción con el nivel de Fermi entre ellas con la banda prohibida. La función del trabajo de un metal y de un semiconductor, se tiene como toda aquella energía que se necesita para poder liberar un electrón que se encuentra dentro del nivel de Fermi a un punto del vacío. Siendo que para los semiconductores se toma en cuenta también su afinidad electrónica, de tan manera que tanto su afinidad electrónica como su función de trabajo son magnitudes intrínsecas. Se tiene que para crearse un contacto metal-semiconductor se necesita que la distancia entre ambos materiales se logre reducir hasta cero. Ya que se comienza un proceso de difusión de electrones, así como una unión p-n. Cuando sucede esto se genera un campo eléctrico, el cual genera una diferencia de potencial en el semiconductor, ya que es el que queda descompensado por los electrones que se van al metal. Lo que al final tendrá como consecuencia una curvatura de las bandas de energía. Estas uniones se clasifican en dos tipos: las rectificadoras que se tienen en forma de barrera de Schottky y las no rectificadoras también llamada contacto óhmico. El primero actúa de forma similar a las uniones tipo p-n, mientras que el segundo tiene un comportamiento lineal y una resistencia despreciable, de tal manera que este no interferirá en las características eléctricas del dispositivo.

Fundamentos de la Fabricación de Circuitos Integrados

1. Preparación de oblea (wafer): Uno de los métodos mas comunes que se utilizan para obtener la oblea de Si es el método de Czochralski. Para esto se pone en contacto un pequeño cristal de Si puro con Si fundido, para que el cristal que se obtenga mediante rotación se pueda cortar en rebanadas; luego se pulen por medio de abrasión física y química consiguiendo una superficie elevada en calidad y planaridad. Estas obleas llevan entre uno o dos cortes, el primero indica la

dirección del cristal y el secundario indica la orientación (100 a 111) y el tipo de dopaje (p o n).

2. Oxidación: Sus funciones principales funciones en la fabricación de circuitos integrados son: a. Gran aislante que separa a los distintos materiales conductores. b. Se comporta como una barrera de difusión o la implantación de dopantes. c. Forma el dieléctrico que separa la puerta del canal del transistor. 3. Difusión: en esta parte se busca la creación de zonas con dopajes determinados. La oblea es sometida a altas temperaturas en presencia de un dopante que se puede encontrar en fase gaseosa o liquida. Además, produce una concentración de impurezas no uniforme. 4. Implantación iónica: Proceso alternativo a la difusión, Enel cual la zona que será dopada es bombardeada con iones provenientes de una fuente, los cuales son acelerados por un campo electromagnético. Transformando la estructura cristalina en Si amorfo, para luego calentarse para que recupere una estructura cristalina en la que los dopantes introducidos por implantación iónica sustituyen a átomos de Si en la red cristalina. 5. Crecimiento epitaxial y deposición: a. Crecimiento epitaxial: Recrece una película de un material sobre la superficie de la oblea. El método utilizado es Chemical Vapour Deposition, el cual se basa en la descomposición térmica de compuestos de Si, y el resultado se vierte sobre la superficie de la oblea. b. Deposición: Se produce sobre un sustrato de Si cristalino, el Si que fue depositado crece copiando la estructura cristalina del sustrato. 6. Metalización: Mediante el método Physical Vapour deposition se deposita el metal que crea las interconexiones, contactos y las vías; para ello se evapora o bombardea el metal de iones de tal manera que sus partículas se separan y caen sobre la superficie de la oblea. 7. Fotolitografía: Mecanismo que permite aplicar los diferentes procesos sobre la superficie de la oblea. Primero se cubre la oblea con una capa fotoresina que es sensible a la luz, provocando una polimerización al exponerse a la luz. Después

NaOH, lo que obtiene como resultado, dejar descubiertos los planos cristalográficos.  Adición del dopante: Se continua con la lanzar un dopante de tipo n, debido a que las obleas en su mayoría de las veces son de tipo p. Para esto se puede utilizar cualquiera de los métodos siguientes: serigrafía, centrifugación o por fuente sólida, líquida o gaseosa.  Unión p-n: Para que se puedan inducir los átomos del dopante en la red cristalina, las obleas se someten a altas temperaturas (900-1000°C) mediante un horno. Al terminar se suelen hacer baños de ácido con HCL y HF para eliminar cualquier resto introducido en el proceso de difusión en los hornos.  Adición de la capa antirreflejante (ARC): Consiste en la deposición de una capa fina de material transparente con índice de refracción óptimo n=2,3 para adaptar los índices de refracción del silicio (n=3,6 promedio) y el vidrio (n=1,5). En función de la respuesta espectral de la célula y del espectro solar es que se elige, maximizando la absorción de fotones y con el objeto de minimizar la reflexión a una longitud de onda, que coincide con el máximo del espectro solar.  Inserción de los contactos frontal y posterior: o Contactos frontales: Tienen como requisitos para una óptima instalación y funcionamiento: la baja resistencia de contacto con la sílice, baja resistividad, baja relación ancho-largo de los contactos buena adhesión mecánica, facilidad de soldadura y compatibilidad con el encapsulado que tienen las células. El material más común de la pasta de contacto es la plata. o Contactos posteriores: Similar a los frontales, sin embrago, su patrón de serigrafiado es distinto y la pasta de contacto contiene tanto plata como aluminio. o Deposición de los contactos: Una vez conectados se funde la oblea con éstos para tener una buena conducción eléctrica. Los frontales se conectan con la capa ARC y los posteriores la capa posterior de la oblea tipo n.

Referencias Consultadas Barrera, M., Pajares, L., Izquierdo, O. C., de Castro, A., López, V., & Fuentes, F. (s. f.). FABRICACIÓN DE PANELES SOLARES FOTOVOLTAICOS. Universitat Jaume I. https://www.fisica.uji.es/priv/web%20master%20SIH007/temes/treballs/1%20fabri caci%F3n_paneles_a.pdf Entrena, L., San Millán, E., García, M., López, C., Lindoso, A., & Portela, M. (s. f.). Fabricación y encapsulado de circuitos integrados. UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID. http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/circuitos-integrados-y- microelectronica/teoria_cis/documento_resumen Gómez Fernández, M. (2017). Fabricación y caracterización de contactos metal- semiconductor para microelectrónica (Doctoral dissertation). http://castor.det.uvigo.es:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/100/TFG%20M arta%20Gomez%20Fernandez.pdf?sequence= Grupo Solinc. (2018, 19 diciembre). ¿Cómo se fabrica un panel solar? Grupo Solinc S. de R.L. de C.V. https://gruposolinc.com/como-se-fabrica-un-panel-solar/