Yarı iletken

Yarı iletken mühendisleri yeni yarı iletken cihazlar, devreler ve sistemler tasarlar ve geliştirir. Yarı iletken cihazların tasarımı, simülasyonu, test edilmesi ve optimizasyonu üzerinde çalışabilir ve yeni üretim süreçleri geliştirebilirler.

Proses mühendisleri, fotolitografi, biriktirme ve gravür dahil olmak üzere yarı iletken üretim süreçlerini geliştirir ve optimize eder. Ayrıca süreç kontrolü, verim iyileştirme ve kalite kontrolü üzerinde de çalışabilirler.

Ürün mühendisleri, yarı iletken ürünlerin müşteri gereksinimlerini ve spesifikasyonlarını karşıladığından emin olur. Ürün testi, arıza analizi ve kalite kontrol üzerinde çalışabilirler.

Uygulama mühendisleri belirli uygulamalar için yarı iletken çözümler tasarlar ve uygular. Müşterilere teknik destek, ürün tanıtımları ve eğitim sağlayabilirler.

Araştırma bilim adamları, yeni malzemeler, cihazlar ve üretim süreçleri geliştirmek için yarı iletken teknolojisinde araştırmalar yürütürler. Akademide, devlet araştırma laboratuvarlarında veya özel sektörde çalışabilirler.

Saf silikonun kristal yapısı üç boyutludur. Silikon (ve germanyum), elementlerin karbon ailesi olan Periyodik Tablonun IVa sütununa aittir. Bu elementlerin ana özellikleri, her atomun, bağ oluştururken yakındaki atomlarla paylaşacak dört elektrona sahip olmasıdır. Basit bir açıklama için, iki silikon atomu arasındaki bağın türü, her atomun, paylaşım için bir elektron sunduğu bağdır. diğer atom. Bu nedenle paylaşılan iki elektron aslında iki atom arasında eşit olarak paylaşılır. Bu tür bir paylaşıma kovalent bağ denir. Bu bağ çok kararlı bir bağdır ve iki atomu sıkı bir şekilde bir arada tutar ve bu bağın kırılması için çok fazla enerji gerekir. Bu, silikon kristalini oluşturur, ancak yarı iletkeni oluşturmaz. Silikon kristalinde, her silikon atomunun tüm dış elektronları, diğer atomlarla kovalent bağlar oluşturmak için kullanılır. Dolayısıyla elektrik akımı olarak bir konumdan diğerine seyahat edecek elektron mevcut değildir. Bu nedenle saf silikon kristalinin gerçekten iyi bir yalıtkan olduğu düşünülür. Saf bir silikon kristaline gerçek kristal denir. Silikon kristalinin elektriği iletebilmesi için, atomlar arasındaki kovalent bağlardan bağımsız olarak elektronların kristal içinde bir konumdan diğerine hareket etmesine izin verilmelidir. Bunu yapmanın bir yöntemi, kristal yapısına Arsenik veya Fosfora benzer bir safsızlık katmaktır. Bu elementler Periyodik Tablonun Va grubuna aittir ve diğer atomlarla paylaşılacak beş dış elektrona sahiptir. Bu yöntemde, beş elektrondan dördü daha önce olduğu gibi yakındaki silikon atomlarıyla bağlanır, ancak beşinci elektronla bir bağ oluşturulabilir. Uygulanan küçük bir elektrik voltajıyla bu elektron kolayca hareket ettirilebilir. Ortaya çıkan kristal, her biri negatif yüklü ekstra akım taşıyan elektronlara sahip olduğundan buna N tipi silikon denir. Galyum gibi diğer elementlerin yakındaki atomlarla paylaşılabilen yalnızca üç elektronu vardır. Üç elektron, yakındaki silikon atomlarıyla kovalent bir bağ oluşturur, ancak beklenen dördüncü bağ oluşturulamadığından kristalin yapısında bir delik kalır. Bu şekilde delikler, kristallerin içinde pozitif bir yük olarak hareket ediyor gibi görünür.