Πώς κατασκευάζονται τρανζίστορ από αρσενικό;

Τα τρανζίστορ δεν γίνονται απευθείας από το αρσενικό. Το αρσενικό είναι ένα βασικό συστατικό στη διαδικασία ντόπινγκ που χρησιμοποιείται στην κατασκευή ημιαγωγών, αλλά δεν αποτελεί το ίδιο το τρανζίστορ. Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας:

1. Ανάπτυξη κρυστάλλων πυριτίου:

- Το θεμέλιο ενός τρανζίστορ είναι ένα καθαρό κρύσταλλο πυριτίου. Αυτός ο κρύσταλλος καλλιεργείται σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, συνήθως χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Czochralski.

2. Doping:

- Το ντόπινγκ είναι η διαδικασία εισαγωγής ακαθαρσιών στο κρύσταλλο πυριτίου για να αλλάξει την ηλεκτρική αγωγιμότητά του. Αυτό είναι όπου έρχεται το Arsenic.

- Το αρσενικό είναι ένα στοιχείο ομάδας V, που σημαίνει ότι έχει πέντε ηλεκτρόνια σθένους. Όταν προστίθεται στο πυρίτιο (ένα στοιχείο ομάδας IV με τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους), το αρσενικό παρέχει ένα επιπλέον ηλεκτρόνιο. Αυτό δημιουργεί ένα ημιαγωγό τύπου "Ν", όπου τα ηλεκτρόνια είναι οι φορείς πλειοψηφίας.

3. Κατασκευή τρανζίστορ:

- Το πυριτίο με ντοπατίδα στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία σε τρανζίστορ χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές όπως:

- Φωτολιθογραφία: Χρησιμοποιώντας το φως και το φωτοαντιγραφικό για τη δημιουργία μοτίβων στην επιφάνεια του πυριτίου.

- χάραξη: Αφαίρεση ανεπιθύμητου πυριτίου χρησιμοποιώντας χημικά ή πλάσμα.

- απόθεση: Εναπόθεση λεπτών στρωμάτων άλλων υλικών (όπως μέταλλο για επαφές) στο πυρίτιο.

- εμφύτευση ιόντων: Ακριβώς εμφυτεύοντας ντοπατά όπως το αρσενικό σε συγκεκριμένες περιοχές του πυριτίου για τη δημιουργία διαφορετικών συγκεντρώσεων ντόπινγκ.

4. Δομή τρανζίστορ:

- Τα τρανζίστορ είναι συνήθως κατασκευασμένα από τρία στρώματα:

- Πηγή: Μια περιοχή τύπου Ν όπου τα ηλεκτρόνια εισέρχονται στο τρανζίστορ.

- Αποστράγγιση: Μια περιοχή τύπου Ν όπου τα ηλεκτρόνια εξέρχονται από το τρανζίστορ.

- Πύλη: Ένα λεπτό στρώμα μετάλλου ή πολυσιλικού που ελέγχει τη ροή των ηλεκτρονίων μεταξύ της πηγής και της αποστράγγισης.

Ο ρόλος του Arsenic:

- Ο ρόλος του Arsenic είναι να δημιουργήσει τις περιοχές ημιαγωγού τύπου Ν μέσα στο τρανζίστορ. Δεν σχηματίζει άμεσα τη φυσική δομή του τρανζίστορ.

- Η συγκέντρωση ντόπινγκ του αρσενικού καθορίζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες του τρανζίστορ, επηρεάζοντας τους παράγοντες όπως η ροή ρεύματος και η ταχύτητα μεταγωγής.

Συνοπτικά:

Το αρσενικό αποτελεί βασικό συστατικό στη διαδικασία ντόπινγκ, επιτρέποντας τη δημιουργία ημιαγωγών τύπου Ν που χρησιμοποιούνται σε τρανζίστορ. Ωστόσο, δεν είναι το κύριο υλικό που σχηματίζει την ίδια τη δομή του τρανζίστορ.