Cuando se trata de fabricar semiconductores, la elección del material es crucial.
El silicio ha sido durante mucho tiempo el material elegido para este fin.
Sin embargo, están surgiendo nuevos materiales que podrían cambiar las reglas del juego.
Profundicemos en los detalles.
¿Cuál es el material preferido para fabricar un semiconductor? (5 puntos clave)
1. El silicio como opción tradicional
El silicio ha sido el principal material para la fabricación de semiconductores.
Es abundante, relativamente barato y cuenta con una infraestructura de procesamiento bien establecida.
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.
2. Materiales emergentes
Se está produciendo un cambio hacia materiales que cumplen mejor criterios como el respeto al medio ambiente, la sostenibilidad y mejoras específicas de rendimiento.
El SiC, el GaN, el Ga2O3 y el 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 debido a 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 RF debido a su alta conductividad térmica y propiedades eléctricas.
3. Heterointegración y tecnología cuántica
El uso de técnicas de heterointegración para combinar distintos materiales está mejorando el rendimiento de los dispositivos.
Este enfoque es especialmente relevante en MEMS y disipadores de calor.
En cuanto a 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.
4. Medio ambiente y bioaplicaciones
Cada vez se hace más hincapié en materiales químicamente inertes y biocompatibles.
Este cambio está impulsado por la necesidad de tecnologías sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, especialmente en electroquímica y bioaplicaciones.
5. Carburo de silicio (SiC)
El SiC está ganando protagonismo por sus propiedades superiores.
Posee una gran brecha de banda, una alta conductividad térmica y una elevada movilidad de saturación de electrones, lo que lo convierte 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.
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Aunque el silicio sigue siendo la piedra angular de la fabricación de semiconductores, el sector está experimentando un cambio significativo hacia materiales alternativos como el SiC, el GaN y otros.
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