Resumen: El material preferido para fabricar semiconductores es el silicio, pero materiales emergentes como el carburo de silicio (SiC), el nitruro de galio (GaN) y otros están ganando importancia debido a sus propiedades superiores para aplicaciones específicas.
Explicación:
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El silicio como opción tradicional: El silicio ha sido el material principal para la fabricación de semiconductores debido a su abundancia, su coste relativamente bajo y la infraestructura bien establecida para procesarlo. Las propiedades del silicio, como su banda prohibida y la posibilidad de doparlo con otros elementos, lo hacen ideal para una amplia gama de dispositivos electrónicos.
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Materiales emergentes: Las referencias aportadas ponen de relieve un cambio hacia materiales que cumplen mejor criterios como el respeto al medio ambiente, la sostenibilidad y mejoras específicas de rendimiento. Por ejemplo:
- SiC, GaN, Ga2O3 y Diamante destacan en la electrónica de potencia por su capacidad para soportar altas potencias y temperaturas.
- El GaN, el AlN y las aleaciones de AlGaN se prefieren para dispositivos emisores de luz por sus propiedades ópticas superiores.
- AlScN se utiliza en dispositivos MEMS, SAW y BAW por sus propiedades piezoeléctricas.
- El GaSb y el InSb se utilizan para la detección de gases por su sensibilidad a determinados gases.
- El diamante y el AlN se utilizan en aplicaciones de radiofrecuencia por su elevada conductividad térmica y sus propiedades eléctricas.
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Heterointegración y tecnología cuántica: Las referencias también mencionan el uso de técnicas de heterointegración para combinar distintos materiales y mejorar el rendimiento de los dispositivos. Este enfoque es especialmente pertinente en MEMS y disipadores de calor. Además, en el caso de la tecnología cuántica, los materiales se están modificando a nivel atómico para cumplir los estrictos requisitos de los sensores, ordenadores y dispositivos de comunicación cuánticos.
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Aplicaciones medioambientales y biológicas: Cada vez se da más importancia a los materiales químicamente inertes y biocompatibles, sobre todo en electroquímica y bioaplicaciones. Este cambio se debe a la necesidad de tecnologías sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.
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Carburo de silicio (SiC): Una sección detallada sobre el carburo de silicio pone de relieve sus propiedades superiores, como una gran brecha de banda, una alta conductividad térmica y una elevada movilidad de saturación de electrones, que lo convierten en la opción preferida para los semiconductores de potencia. El SiC también es prometedor en aplicaciones de alta temperatura, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste, lo que amplía su utilidad más allá de los semiconductores tradicionales.
Conclusiones: Aunque el silicio sigue siendo la piedra angular de la fabricación de semiconductores, la industria está asistiendo a un cambio significativo hacia materiales alternativos como el SiC, el GaN y otros que ofrecen mejores prestaciones y satisfacen las crecientes demandas de sostenibilidad y requisitos específicos de las aplicaciones. Esta transición es crucial para el avance de la tecnología de semiconductores y el desarrollo de dispositivos electrónicos de nueva generación.
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