Semicondutor

Un semicondutor é un material con condutividade eléctrica de magnitude intermedia entre a dun condutor e a dun illante, isto é, aproximadamente entre 10³ e 10⁻⁸ siemens por centímetro. Os materiais semicondutores son a base da electrónica moderna, sendo empregados en transistores, células solares, moitas clases de díodos (incluíndo o díodo emisor de luz (LED), o rectificador controlado de silicio e o fotodíodo) e circuítos integrados dixitais e analóxicos. Os paneis solares fotovoltaicos semicondutores converten directamente a enerxía lumínica en electricidade. Nun condutor metálico a corrente é transportada polo fluxo de electróns.

O cristal de silicio é o material semicondutor máis usado na microelectrónica.

Os materiais semicondutores máis comúns son chips sólidos cristalinos, pero tamén se coñecen semicondutores líquidos ou amorfos entre os que se inclúen o silicio amorfo hidroxenado ou mesturas de arsénico, selenio e telurio en diversas proporcións. Tales compostos comparten cos semicondutores máis coñecidos a condutividade intermedia e unha rápida variación da condutividade en función da temperatura, así coma a resistencia negativa ocasional. Tales materiais desordenados carecen da estrutura cristalina dos semicondutores convencionais tales coma o silicio e adoitan empregarse en estruturas de finas películas, que son menos esixentes no concernente ás cualidades electrónicas dos materiais e, polo tanto, relativamente insensibles ás impurezas e ao dano provocado pola radiación. Tamén se coñecen semicondutores orgánicos, ou sexa, materiais orgánicos con propiedades que remedan as dos semicondutores convencionais.

O silicio é o material máis empregado para a fabricación comercial de semicondutores. Empréganse moitos outros materiais coma o xermanio, o arseniuro de galio e o carburo de silicio. A un semicondutor puro chámaselle frecuentemente semicondutor “intrínseco”. As propiedades electrónicas e a condutividade dun semicondutor pódense modificar controladamente engadindo cantidades moi pequenas doutros elementos, chamados “dopantes”, ao material intrínseco. No silicio cristalino, isto adóitase acadar engadindo impurezas de boro ou fósforo ao fundido e deixándoo solidificar no cristal. Este proceso é coñecido coma "dopado" e o semicondutor resultante denomínase "extrínseco".

Historia

O silicio é con moita diferenza o material máis utilizado na industria dos semicondutores. Na imaxe móstrase un fragmento de silicio policristalino utilizado para producir silicio monocristalino utilizable para facer dispositivos electrónicos.

Silicio monocristalino obtido a través do proceso Czochralski, de aquí sairán as obleas ou rebandas que servirán para crear os circuítos integrados electrónicos.

Estrutura de bandas dun semicondutor de tipo N. Os círculos negros representan os electróns na banda de condución (laranxa), mentres que os brancos serían os buracos na banda de valencia (azul). A imaxe mostra que os electróns son os portadores de carga maioritarios.

Estrutura de bandas dun semicondutor de tipo P. Os círculos negros representan os electróns na banda de condución (laranxa), mentres que os brancos serían os buracos na banda de valencia (azul). A imaxe mostra que os buracos son os portadores de carga maioritarios.

O 1727 Stephen Gray descubriu a diferenza entre condutores e illantes. Despois, en 1821, Georg Simon Ohm publica as leis que traen o seu nome e que relacionan a proporcionalidade entre a corrente e a voltaxe nun condutor e coas que é posible determinar a condutividade eléctrica de calquera obxecto.

En 1874, o Premio Nobel Karl Ferdinand Braun observou que a certos cristais semicondutores a resistencia variaba coa dirección, a intensidade e a duración da corrente aplicada. Describiu por primeira vez que a resistencia podía ser variable. Braun patentou o rectificador de cristal en 1899. Este descubrimento permitiría máis tarde, a finais do século XIX, a aparición do primeiro receptor de radio, e do primeiro díodo semicondutor a principios do século XX. Os primeiros materiais semicondutores estudados foron sulfuros metálicos como o de ferro e chumbo.

O 20 de novembro de 1906 Greenleaf Whittier Pickard obtivo a primeira patente por un díodo de punta (Patente dos Estados Unidos 836.531), un fotorreceptor de cristal de silicio que demodulaba o sinal portador nun receptor de cristal semicondutor. Nun primeiro momento utilizouse a galena como material semicondutor pero en 1920 apareceron díodos máis potentes e robustos en base de sulfuro de cobre.

O funcionamento dos dispositivos baseados en semicondutores pertencentes aos metais de transición non era entendido con claridade a pesar de que se utilizaron tecnicamente durante décadas. Walter Schottky foi o primeiro a propor unha teoría (1939) para describir o funcionamento do díodo que máis tarde recibiría o seu nome, o díodo Schottky.

A primeira patente sobre o principio do transistor chegou en 1925 da man de Julius Edgar Lilienfeld, un físico norteamericano de orixe austrohúngara , (patente dos Estados Unidos 1.745.175). Lilienfeld describiu no seu traballo un compoñente electrónico que grosso modo é comparable aos actuais transistores de efecto campo, aínda así naquel non existía a tecnoloxía necesaria para a súa utilización práctica.

En 1947 nos Laboratorios Bell os científicos John Bardeen, William Bradford Shockley e Walter Houser Brattain crearon o primeiro prototipo funcional de transistor. Observaron que cando os contactos eléctricos son aplicados a un cristal de xermanio, a potencia de saída era máis grande que a de entrada. Tratábase dun transistor bipolar con contactos de punta (técnica que xa se aplicaba nos díodos) que se premían sobre a placa dun cristal de xermanio moi puro e de tipo N. Os tres recibiron o premio Nobel en 1956 pola súa contribución no campo dos semicondutores e o descubrimento do efecto transistor. Con eles nacía a microelectrónica.

A produción de silicio de alta pureza chegou en 1954 grazas ao físico alemán Eberhard Spenke e o seu equipo da compañía Siemens & Halske AG (hoxe Siemens AG) coa utilización da técnica de purificación denominada método da zona fundida (Zonenschmelzverfahren). Isto comportou que a mediados dos anos 1950 houbese dispoñibilidade dun material illante como o dióxido de silicio con propiedades adecuadas (non é soluble en auga como o xermanio, é fácil de producir etc.) como semicondutor para a industria electrónica e uns 30 anos máis tarde para a industria dos microsistemas elctromecánicos. Hoxe en día (2009) para a fabricación dos circuítos integrados utilízase case en exclusiva o chamado proceso Czochralski polo seu baixo custo.

En 1976 Alan Heeger, Alan MacDiarmid e Hideki Shirakawa observaron que unha dopaxe de poliacetileno (un polímero que se comporta como un illante en estado non dopado) con axentes oxidantes provocaba un cambio da súa resistividade ata valores de 10⁻⁵ Ω·m (a da prata é de ≈10⁻⁸ Ωm). No ano 2000 recibiron o Premio Nobel de Química polo descubrimento e desenvolvemento dos polímeros condutores (semicondutores orgánicos).

Física fundamental dos semicondutores

Dentro da física do estado sólido, os semicondutores (como os illantes) defínense como sólidos que a 0 K, e sen outra excitación, a súa banda enerxética superior dos estados de enerxía dos electróns está completamente chea. A condución eléctrica nos sólidos só se dá por medio de electróns en capas electrónicas incompletas, así pois un semicondutor só pode conducir cando os electróns foron excitados (termicamente, opticamente, ...) a capas incompletas.

A temperatura ambiente, unha parte (moi pequena, pero non desprezable) dos electróns nun semicondutor foron termicamente excitados desde a banda de valencia (completa a 0 K) ata a capa de condución (a banda xustamente superior). A facilidade coa que os electróns poden ser excitados desde a capa de valencia á de condución depende da enerxía que as separa, e é esta cantidade de enerxía o que serve como criterio de división entre semicondutores e illantes. Os semicondutores adoitan necesitar 1 eV de enerxía, aproximadamente, e os illantes adoitan necesitar unha cantidade varias veces superior.

Cando os electróns son excitados desde a banda de valencia á de condución nun semicondutor, ambas as bandas contribúen á condución, porque as dúas quedan incompletas. Os electróns que constitúen a corrente eléctrica denomínanse "electróns libres", pero son coñecidos simplemente como "electróns" se o contexto o permite. Os estados de enerxía libres que quedan na capa de valencia coñécense como "buracos". Pódese demostrar que os buracos se comportan case como cargas positivas opostas aos electróns, e trátanse a miúdo coma se realmente tiveran existencia física.

Dopaxe dos semicondutores

Unha das principais razóns pola cal os semicondutores son útiles en electrónica é que as súas propiedades electrónicas pódense controlar engadíndolles impurezas. Estas denomínanse dopantes, e engaden electróns ou buracos adicionais. Un semicondutor con electróns de máis chámase de tipo N, mentres que o que ten buracos adicionais é denominado de tipo P.

Os dopantes máis comúns do tipo*N para o silicio son o fósforo e o arsénico. Estes dous elementos pertencen ao grupo V da táboa periódica, mentres que o silicio é do grupo IV. Cando o silicio se dopa con átomos de arsénico ou fósforo, estes substitúen aos átomos de silicio no cristal semicondutor, pero como teñen un electrón de máis, este ten tendencia a ocupar a banda de condución. Doutra banda, o dopante de tipo P máis utilizado é o boro, do grupo III, ao que lle falta un electrón na banda de valencia, e por iso contribúe con buracos adicionais.

Dopar intensamente un semicondutor pode incrementar a súa condutividade por un factor maior de mil millóns. Actualmente nos semicondutores utilízase o silicio policristalino, unha forma moi dopada de silicio, como condutor substituto dos metais.

Semicondutores intrínsecos

Un semicondutor intrínseco é aquel bastante puro porque as impurezas non afecte apreciablemente ao seu comportamento eléctrico. Neste caso os portadores de carga créanse excitando os electróns da banda de valencia opticamente ou termicamente. Así pois, hai o mesmo número de electróns e buracos nos semicondutores intrínsecos. Os electróns e os buracos trasládanse en direccións opostas en presenza dun campo eléctrico, pero contribúen ao fluxo de carga na mesma dirección, posto que presentan cargas opostas. A corrente producida polos electróns e os buracos non ten que ser necesariamente igual nun semicondutor intrínseco, posto que teñen unha masa efectiva diferente.

A concentración de portadores depende altamente da temperatura. A baixa temperatura a banda de valencia está completamente chea, e o semicondutor compórtase como un illante. Se aumentamos a temperatura, tamén aumenta o número de portadores e por tanto a condutividade. Este principio utilízase naos termistores do tipo NTC, resistencias que a maior temperatura presentan menor resistencia. Este comportamento é contrario á maioría de materiais, que adoitan ser menos conductivos a maior temperatura.

Por exemplo, no caso do silicio ou o xermanio a banda de enerxía prohibida a temperatura ambiente (300 K que serían equivalentes a 27 °C) seria de E = 1,12 eV para o silicio e E = 0,42 eV para o xermanio. Estes dous materiais sólidos comportaríanse como illantes a temperaturas próximas a cero (a T=273 K, equivalente a 0 °C, a enerxía sería de 1,17 eV para o silicio e 0,74 eV para o xermanio). Cando a temperatura aumenta hai unha probabilidade non desprezable de que o último electrón, presente na banda de valencia, pase á banda de condución debido á excitación térmica. Os electróns que pasan á banda de condución baixo a acción dun campo eléctrico externo causarán unha densidade de corrente $j_{e}$. Cada electrón que se move da banda de valencia á banda de condución, deixa un espazo baleiro chamado buraco. Nun semicondutor teremos un fluxo de carga negativa en presenza dun campo eléctrico externo, debido aos electróns na banda de condución, xa sexa respecto da nube estacionaria de electróns de valencia ou se trate dun fluxo de carga positiva causada polos buracos da banda de valencia. Se denominamos $n_{e}$,$n_{h}$ á concentración de electróns e de buracos e $v_{e}$, $v_{h}$ á velocidade de deriva, unha oposta e a outra concordante co campo eléctrico externo, a densidade de corrente total virá dada por ${\vec {j}}={\vec {j_{e}}}+{\vec {j_{n}}}=(-e)n_{e}{\vec {v_{e}}}+en_{h}{\vec {v_{h}}}$

e considerando as mobilidades (que son diferentes entre si, posto que describen dúas condicións físicas diferentes)

$\mu _{e}={\frac {v_{e}}{E}}\,;\qquad \mu _{h}={\frac {v_{h}}{E}}$

temos que:

$\mathbf {\vec {j}} =e(n_{e}\mu _{e}+n_{h}\mu _{h}){\vec {E}}$

Nos semicondutores descritos ata agora, as cargas son só as provenientes dos átomos do mesmo semicondutor. Nesta situación a igualdade $\mathbf {n_{e}=n_{h}=n_{e}}$ define os semicondutores intrínsecos, para os que temos que

$\mathbf {\vec {j}} =en_{i}(\mu _{e}+\mu _{h}){\vec {E}}=\sigma _{i}{\vec {E}}$

onde $\sigma _{i}$ é o que se denomina condutividade do material.

A concentración $n_{i}$ de portadores de carga depende da temperatura segundo a función

$n_{i}=C({\mathit {k_{\mathbf {B} }}}T)^{\frac {3}{2}}e^{\frac {-E_{g}}{2{\mathit {k_{\mathbf {B} }}}T}}$

onde C é unha constante que depende do material e ${\mathit {k_{\mathbf {B} }}}$ é a constante de Boltzmann. Esta ecuación é válida cando $E_{g}\gg {\mathit {k_{\mathbf {B} }}}T$. Para os materiais sólidos esta condición verifícase sempre.

Semicondutores extrínsecos

Un semicondutor extrínseco é aquel que foi modificado mediante a adición de impurezas a través dun proceso de dopaxe para modificar o número e tipo de portadores de carga libres. Pequenas porcentaxes dos diferentes átomos aumentan as propiedades de condución do semicondutor: os semicondutores teñen ligazóns tetravalentes, é dicir, cada átomo está vinculado a outros catro átomos do mesmo formando unha rede cristalina, isto é debido á existencia de catro electróns de valencia nos átomos dos semicondutores (silicio ou xermanio por exemplo). Engadindo átomos pentavalentes, con cinco electróns de valencia, dentro do condutor (fósforo, arsénico ou antimonio por exemplo) obteremos un aumento de electróns de condución: este tipo de dopaxe chámase dopaxe de tipo N. En cambio. se engadimos átomos trivalentes, é dicir, con tres electróns de valencia, (boro, galio ou indio), créanse buracos que non son estables e atraen os electróns libres para estabilizarse. Este tipo de dopaxe chámase dopaxe de tipo P.

Estatisticamente, un semicondutor dopado de tipo N ou P segue a lei de acción de masas, é dicir, nun semicondutor extrínseco:

$n\cdot p=n_{i}^{2}$

é dicir, o produto da concentración (o número de electróns ou de buracos por metro cúbico) mantense constante.

Sendo $N_{D},N_{A}$, as concentracións de impurezas de átomos pentavalentes e trivalentes respectivamente, o número de átomos dopados por metro cúbico que hai no semicondutor, D significa que os átomos son doantes, é dicir, proporcionan electróns, e A indica que son aceptadores, é dicir, proporcionan buracos. Nun semicondutor de tipo N, $N_{A}=0,n\gg p$:

$n\approx N_{D}$

Dopaxe de tipo N

O propósito da dopaxe de tipo N é o de conseguir aumentar a densidade de electróns nun semicondutor intrínseco. Para facer isto engádese un certo número de átomos ricos en electróns no semicondutor co que se consegue producir unha abundancia de electróns portadores de carga no material.

Para axudar a comprender como se consegue a dopaxe de tipo N, consideramos o caso do silicio (Se). Os átomos de silicio teñen 4 electróns de valencia, cada un ligado covalentemente cun dos 4 átomos de silicio veciños. Se un átomo con cinco electróns de valencia, como os do grupo 15 da táboa periódica (fósforo (P), arsénico (As) ou antimonio (Sb), se incorpora á rede cristalina no lugar dun átomo de silicio, este novo elemento tamén terá catro enlaces covalentes cos átomos de silicio veciños e un electrón sen ligazón (por tanto, libre). Este electrón estará moi debilmente ligado ao átomo e poderá ser facilmente excitado cara á banda de condución. Como a excitación destes electróns non implica a formación dun buraco, o número de electróns é maior que o de buracos nun semicondutor de tipo N. Neste caso os electróns son os portadores maioritarios de carga. Estes elementos do grupo 15 denomínanse «doantes», polo feito que dan un electrón.

Dopaxe de tipo P

A dopaxe de tipo P consiste a aumentar a densidade de buracos nun semicondutor intrínseco provocando un exceso. Para facer isto engádese un certo número de átomos con poucos electróns ao semicondutor.

No exemplo do silicio, un átomo con tres electróns de valencia como o boro (B) é introducido na súa rede cristalina. O resultado é que falta un electrón nun dos catro enlaces covalentes. Para enlazarse covalentemente, o átomo pode aceptar un electrón da capa de valencia, e por tanto aparece un buraco. Estes dopantes coñécense co nome de "receptores". Cando se engaden moitos, os buracos exceden o número de electróns excitados. Así pois os buracos son os portadores maioritarios, mentres que os electróns son os minoritarios, nos semicondutores de tipo P. Os diamantes azuis, que conteñen boro, son un exemplo dun semicondutor natural de tipo P.

É dicir, o número de electróns de condución nun semicondutores de tipo N é aproximadamente igual ao número de impurezas pentavalentes presentes (ou mellor dito, a concentración de electróns libres é aproximadamente igual á densidade de átomos doantes). Da lei de acción de masas despréndese que:

$p\approx {\frac {n_{i}^{2}}{N_{D}}}$.

Obviamente, relacións similares son válidas para os semicondutores dopados de tipo P.

$n\approx {\frac {n_{i}^{2}}{N_{A}}}$.

Unión P-N

Un díodo cunha unión PN polarizada de maneira normal, a unión deixa pasar a corrente eléctrica.

Un díodo cunha unión PN polarizada de maneira inversa, a unión non deixa pasar a corrente.

Unha unión P-N pode ser creada dopando rexións próximas dun semicondutor con dopantes do tipo P e do tipo N. A unión comporta a nivelación da enerxía de Fermi por compensación de bandas. Se unha tensión positiva se aplica á parte de tipo P, os buracos (os portadores maioritarios de carga positiva) son empuxados cara a unión. Ao mesmo tempo os electróns da parte de tipo N (os portadores maioritarios de carga negativa) son atraídos cara á unión. Ao chegar á unión os diferentes tipos de portadores de carga recombínanse, por exemplo un electrón cae a un buraco, emitindo un fotón que pode ser visible (LED), ou ben os portadores de carga continúan o seu camiño a través do outro semicondutor ata chegar ao eléctrodo oposto, a corrente pode circular e a súa intensidade varía de maneira exponencial respecto da tensión. En cambio, se revertemos a tensión, os buracos e electróns migran lonxe da unión, e esta convértese en moi pouco condutiva, e por tanto a corrente eléctrica non pode circular. Este comportamento asimétrico utilízase especialmente para controlar a circulación da corrente alterna.

A unión P-N é a base do compoñente chamado díodo, que permite a circulación da corrente eléctrica só nunha dirección. De maneira similar, pódese crear unha terceira zona de tipo P ou tipo N, formando así tres zonas, que corresponden aos tres terminais do compoñente coñecido como transistor bipolar de unión ou BJT (do inglés Bipolar Junction Transistor), que presenta dúas estruturas básicas: N-P-N ou P-N-P. Os dous semicondutores do mesmo tipo reciben o nome de emisor e colector mentres que o semicondutor situado entre o emisor e o colector denomínase base e presenta un grosor da orde dun micrómetro. Cando se polariza a unión emisor-base de maneira normal é condutora, mentres que a unión base-colector non conduce. Aínda así a unión é suficiente débil como para permitir a numerosos portadores de carga, procedentes do emisor fortemente dopado, atravesala antes de ter tempo de recombinarse. Atopámonos que o colector produce unha corrente controlada pola tensión da base.

A corrente eléctrica nos semicondutores

A corrente eléctrica nos semicondutores pode ser debida tanto á acción dun campo eléctrico externo como á presenza dun gradiente de concentración de portadores de carga. O primeiro tipo de corrente é a corrente eléctrica clásica, denominada corrente de deriva, mentres que o segundo é causado polo fenómeno da difusión eléctrica.

A densidade da corrente de difusión para os buracos e os electróns sería:

$-qD_{p}\cdot {\frac {dp}{dx}}$

$qD_{n}\cdot {\frac {dn}{dx}}$

onde q é a carga eléctrica, $D_{p},D_{n}$ son constantes de difusión e a fracción representa exactamente o gradiente da concentración (p, n) en función da lonxitude.

A corrente total nun semicondutor será a suma destes dous tipos de corrente e será descrita por medio dunha ecuación denominada ecuación deriva-difusión (drift-diffusion equation):

$J_{p}=q\mu _{p}\cdot pE-qD_{p}\cdot {\frac {dp}{dx}}$

$J_{n}=q\mu _{n}\cdot nE+qD_{n}\cdot {\frac {dn}{dx}}$

onde $\mu _{p},\mu _{n}$ é a mobilidade dos portadores de carga.

Os coeficientes $D,\mu$ son fenómenos termodinámicos e por tanto non son independentes entre eles, pero é aplicable a ecuación de campo de Einstein:

$V_{T}={\frac {D_{p}}{\mu _{p}}}={\frac {D_{n}}{\mu _{n}}}$

onde $V_{T}$ é o equivalente en tensión da temperatura e vale $V_{T}={\frac {kT}{q}}={\frac {T}{16000}}$, onde k é a constante de Boltzmann e T a temperatura absoluta en kelvins.

Pureza e perfección dos materiais

Os semicondutores con propiedades electrónicas asegurables son difíciles de producir en masa porque a pureza química e a perfección da estrutura cristalina non son realizables. A presenza de impurezas en moi pequena cantidade pode afectar en grande medida ás propiedades do semicondutor, por tanto a pureza química que se require é moi alta. As técnicas para conseguir esta pureza inclúen o refinamento zonal, onde parte dun cristal sólido é fundido. As impurezas teñen tendencia a concentrarse nas rexións fundidas, deixando o material sólido máis puro. Un alto nivel de perfección no cristal é tamén necesario, posto que erros na estrutura do cristal como dislocacións e maclas, poden crear certos niveis de enerxía entre a banda de valencia e a de condución, interferindo coas propiedades electrónicas do material. Erros como estes son causa maioritaria de defectos de fabricación. Canto máis grande é o cristal, máis complexo é conseguir a pureza que se require. Actualmente os procesos de produción en serie utilizan cristais de seis polgadas de diámetro (152.4 mm) que se fan crecer como cilindros e córtanse en rebandas.

Tipo de semicondutores

Os semicondutores utilizados en microelectrónica poden ser clasificados en dous grupos, os elementos semicondutores e os compostos semicondutores. Os elementos semicondutores inclúen os que teñen catro electróns de valencia, por exemplo, o silicio (Se) ou o xermanio (Ge). O grupo de compostos semicondutores comprenden os compostos que teñen unha media de catro electróns de valencia. Están formados por elementos dos grupos 13 e 15 da táboa periódica, serían exemplos o arseniuro de galio (GaAs), o antimoniuro de indio (InSb), e por elementos dos grupos 2, 12 e 16, como o seleniuro de zinc (ZnSe) ou o sulfuro de cadmio (CdS).

Ademais destes semicondutores máis habituais, tamén hai outros como o cloruro de cobre (II). Mesmo hai materiais que non teñen unha valencia mediana de catro electróns que poden ser considerados como semicondutores se teñen unha resistividade máis grande que 10−4 Ω·m e máis pequena que 106 Ω·m. Un grupo prometedor de novos semicondutores son os semicondutores orgánicos ou os transistores orgánicos de efecto campo.

Classificació dels semiconductors

Elementos semicondutores	Compostos semicondutores	semicondutores orgánicos
Ge, Si, α-Sn, C (Fullereno), B, Se, Te	GaP, GaAs, InP, InSb, InAs, GaSb, GaN, AlN, InN, AlxGa1-xAs, InxGa1-xN	Tetracé, Pentacé, Ftalocianina, Politiofé, PTCDA, MePTCDI, Quinacridona, Acridona, Indantrona, Flavantrona, Perinona, Alq3
Baixo presión: Bi, Ca, Sr, Ba, Yb, P, S, I	ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, Hg(1-x)Cd(x)Te, BeSe, BeTe, HgS	Mestura: Polivinilcarbazole, TCNQ complexo
	GaS, GaSe, GaTe, InS, InSe, InTe …
	CuInSe2, CuInGaSe2, CuInS2, CuInGaS2 …
	SiC, SiGe

semicondutores semimagnéticos

Os semicondutores semimagnéticos pertencen ao grupo dos compostos semicondutores. Trátase de compostos nos que un ión foi substituído, por exemplo por manganeso. Unha característica destes materiais semimagnéticos é que presentan un efecto Zeeman moi importante. Estes materiais reciben a denominación de semicondutores magnéticos diluídos (diluted magnetic semicondutors) en referencia ao seu débil magnetismo.

Semicondutores orgánicos

Cristais de tetracé.

En xeral, os compostos orgánicos son electricamente illantes, as moléculas e os polímeros presentan un sistema conxugado de ligazóns, composto por dobres ligazóns, triplas no caso dos aneis aromáticos, a pesar de que estes últimos poden ser condutores e utilízanse como semicondutores orgánicos. A primeira vez que isto foi observado foi en 1976 no poliacetileno, un polímero lineal que presenta ligazóns alternas dobres e covalentes simples (…C=C−C=C−C…). Este material plástico engádese a outro aceptador de electróns como o cloro, o bromo ou o iodo (dopaxe oxidativo), co que hai buracos adicionais dispoñibles. Coa adición dun doante de electróns como o sodio (dopaxe redutivo) o plástico recibe electróns adicionais. Grazas á dopaxe rompen as ligazóns dobres e aparece unha banda continua de condución: o polímero orixinal que non era condutor convértese en condutor. Unha lámina delgada de plástico (entre 5 nm e 1 µm de groso) permite formar unha capa electricamente continua.

Procura europea

nO mes de setembro do 2009 a Unión Europea puxo en marcha o programa IMPROVE (Implementing Manufacturing Science Solutions to Increase Equipment Productivity and Fab Performance), o primeiro proxecto de procura europea co obxectivo de conseguir mellorar a eficacia da industria dos semicondutores. O programa busca a asociación entre os produtores europeos de semicondutores e os grandes institutos de investigación, universidades e produtores de software da Unión, durante o 2009 participaban 35. A duración do programa é ata o 2011 e os seus tres eixos principais son:

• A metroloxía virtual
• O mantemento preditivo
• A planificación do control adaptativo

Industria

A lista seguinte mostra os principais fabricantes de semicondutores do ano 2007, en termos de % de mercado:

Posición	Empresa	Parte do mercado	Volume de negocio (Milións USD)	Variación 2006–2007
1	Intel	12,3%	33.800	10,7%
2	Samsung Electronics	7,5%	20.464	1,6%
3	Toshiba	4,3%	11.820	20,8%
4	Texas Instruments	4,3%	11.768	– 1,8%
5	Infineon Technologies (inlué Qimonda)	3,7%	10.194	– 3,2%
6	STMicroelectronics	3,6%	9.966	1,1%
7	Hynix Semiconductor	3,3%	9.100	13,7%
8	Renesas Technology	2,9%	8.001	1,3%
9	AMD	2,1%	5.884	– 20,9%
10	NXP Semiconductors	2,1%	5.869	– 0,1%
	Outras empresas	53,8%	147.045	3,6%
	Total	100,0%	273.911	3,8%

Véxase tamén

Outros artigos

• Metaloide
• Efecto túnel