Materials Used in Semiconductor Manufacturing

Basic Elements Used Basic Elements Used

       

Silicon , symbol Si, is the most commonly used basic building block of integrated circuits.  Silicon is a semiconductor, which means that its electrical behavior is between that of a conductor and an insulator at room temperature.  With the proper addition of dopant elements, pn junctions can be formed on silicon.  Useful electronic components and integrated circuits can be built from pn junctions. Silicon, symbol Si, is the most commonly used basic building block of integrated circuits. Silicon is a semiconductor, which means that its electrical behavior is between that of a conductor and an insulator at room temperature. With the proper addition of dopant elements, pn junctions can be formed on silicon. Useful integrated circuits and electronic components can be built from pn junctions. Silicon is obtained by heating silicon dioxide (SiO2), or silica, with a reducing agent in a furnace.   Silicon dioxide is the main component of ordinary sand. Obtained by heating Silicon is silicon dioxide (SiO2), or silica, with a Reducing agent in a furnace. Silicon dioxide is the main component of ordinary sand.

   

Aside from being used as semiconductor substrate, silicon is also widely used as dielectric in integrated circuits, usually in the form of silicon dioxide.  Dielectric layers are used to isolate conductive lines and the individual components in the circuit from each other. Polycrystalline silicon, or polysilicon, is also used for making resistors or conductors in integrated circuits. Aside from being used as semiconductor substrate, silicon is also widely used as dielectric in integrated circuits, usually in the form of silicon dioxide. Dielectric layers are used to isolate conductive lines and the individual components in the circuit from each other. Polycrystalline silicon, or polysilicon, is also used for making resistors or conductors in integrated circuits. The top glassivation used to mechanically and electrically protect the die is also usually composed of silicon in the form of silicon nitride. The top glassivation used to mechanically and electrically protect the die is also usually composed of silicon in the form of silicon nitride. Silicon is also widely used in semiconductor packaging, being the main ingredient of plastic encapsulants for integrated circuits.  Silicon is also used in die overcoats. Silicon is also widely used in semiconductor packaging, being the main ingredient of plastic encapsulants for integrated circuits. Silicon is also used in die overcoats.

Table 1. Silicon's Basic Properties Silicon's Basic Properties

Property Property	Value Value	Property Property	Value Value
Atomic Number Atomic Number	14 14	Specific Gravity Specific Gravity	2.33 2.33
Atomic Group Atomic Group	14 or IVA 14 or VAT	Hardness Hardness	7 for crystalline silicon 7 for crystalline silicon
Atomic Weight Atomic Weight	28.086 28,086	Band Gap/Energy Gap Gap Band / Energy Gap	1.11 eV 1.11 eV
Melting Point Melting Point	1410 deg C 1410 deg C	Thermal Conductivity Thermal Conductivity	1.57 W/cm deg C 1.57 W / cm deg C
Boiling Temp Boiling Temp	2355 deg C 2355 deg C	Coeff. Coeff. of Thermal Expansion of Thermal Expansion	2.63e-6/deg C 2.63e-6/deg C

       

Aluminum , symbol Al, is a lightweight metal with silvery appearance.  It is the most abundant metallic element on earth. Aluminum is used in many aspects of semiconductor manufacturing.  On the integrated circuit, Al metal lines are commonly used as the main conductor between components, mainly because of its low resistivity (2.7 m ohm-cm). As a thin film, it also has good adherence to silicon dioxide. Aluminum, symbol Al, is a lightweight metal with silvery appearance. It is the most abundant metallic element on earth. Aluminum is used in many aspects of semiconductor manufacturing. On the integrated circuit, the metal lines are commonly used as the main driver between components , mainly Because of its low resistivity (2.7 m ohm-cm). As a thin film, it also has good adherence to silicon dioxide. Aluminum is also the metallization used for the bonding and probing pads on the die. Aluminum is also the Metallization used for the bonding and probing pads on the die. When used for IC metallization, Al is usually very lightly doped with other elements such as Si and/or Cu to improve its characteristics and reliability. When used for IC Metallization, Al is usually very lightly doped with other elements such as Si and / or Cu to Improve Its characteristics and reliability. In semiconductor assembly, ceramic packages are composed mainly of alumina. Aluminum is also used for wirebonding integrated circuits in ceramic packages. In semiconductor assembly, ceramic packages are composed mainly of alumina. Aluminum is also used for wirebonding integrated circuits in ceramic packages.

       

Table 2. Table 2. Aluminum's Basic Properties Aluminum's Basic Properties

Property Property	Value Value	Property Property	Value Value
Atomic Number Atomic Number	13 13	Melting Point Melting Point	660 deg C 660 deg C
Atomic Group Atomic Group	13 or IIIA 13 or IIIA	Boiling Temp Boiling Temp	2467 deg C 2467 deg C
Atomic Weight Atomic Weight	26.9815 26.9815	Specific Gravity Specific Gravity	2.7 2.7
Density Density	2.7 g/cm 3 2.7 g / cm 3	Resistivity Resistivity	2.7 m ohm-cm 2.7 m ohm-cm

       

Gold , symbol Au, is a soft metallic element that is bright yellowish in color. A good conductor of heat and electricity, it is also the most malleable and ductile of all metals. Gold is used in many aspects of semiconductor manufacturing, particularly in the assembly or packaging processes.  Its most widespread use is in wirebonding.  Because of gold's excellent conductivity and ductility, it is extensively used in making wires for the connection of the integrated circuit to the leads of the package.  Aside from manufacturability, the ductility of gold wires offers one more advantage when used in plastic-encapsulated devices, ie,  it makes the wires resistant to wire breaking during the encapsulation process. Gold, symbol Au, is a soft metallic element that is bright yellowish in color. A good conductor of heat and electricity, it is also the most Malleable and Ductile of all metals. Gold is used in many aspects of semiconductor manufacturing, Particularly in the assembly or packaging processes. Its most widespread use is in wirebonding. Because of gold's excellent conductivity and ductility, it is extensively used in making wires for the connection of the integrated circuit to the leads of the package. Aside from manufacturability, the ductility of gold wires offers one more advantage when used in plastic-encapsulated devices, ie, it makes the wires resistant to wire breaking during the encapsulation process. Gold is also used as die attach material for the eutectic die attach process, which is commonly used in old hermetic assembly processes.   Gold is also used to cover the die cavity and bonding posts of ceramic packages to protect these from chemical degradation. Gold is also used as die attach material for the Eutectic die attach process, Which is commonly used in old hermetic assembly processes. Gold is also used to cover the die cavity and bonding posts of ceramic packages to protect these from chemical degradation.

        

Table 3. Table 3. Gold's Basic Properties Gold's Basic Properties

Property Property	Value Value	Property Property	Value Value
Atomic Number Atomic Number	79 79	Melting Point Melting Point	1064 deg C 1064 deg C
Atomic Group Atomic Group	Transition Elements Transition Elements	Boiling Temp Boiling Temp	2808 deg C 2808 deg C
Atomic Weight Atomic Weight	196.97 196.97	Specific Gravity Specific Gravity	19.3 19.3

      

Silver , symbol Ag, is a shiny metallic element used for ornamental and coinage purposes since the ancient times. Silver, symbol Ag, is a shiny metallic element used for ornamental and coinage purposes since the ancient times.  It is next only to gold in terms of malleability and ductility, and is also a good conductor of heat and electricity.  In fact, silver is the best conductor of electricity, better even than copper and gold. Silver, like gold,  is used in many facets of semiconductor manufacturing, again more particularly in the assembly or packaging processes.  Most epoxy die attach materials contain silver fillers for increased thermal and electrical conductivity.  Silver is also used to cover the surfaces of the die pad and bonding fingers of the leadframes of plastic packages to prevent chemical degradation of these areas, which may lead to die attach and bonding problems. It is next only to gold in terms of malleability and ductility, and is also a good conductor of heat and electricity. In fact, silver is the best conductor of electricity, even better than copper and gold. Silver, like gold, is used in many facets of semiconductor manufacturing, again more particularly in the assembly or packaging processes. Most epoxy die attach materials contain silver fillers for increased thermal and electrical conductivity. Silver is also used to cover the surfaces of the die pad and bonding fingers of the leadframes of plastic packages to Prevent chemical degradation of these areas, Which may lead to die attach and bonding problems.

     

Table 4. Table 4. Silver's Basic Properties Silver's Basic Properties

Property Property	Value Value	Property Property	Value Value
Atomic Number Atomic Number	47 47	Melting Point Melting Point	962 deg C 962 deg C
Atomic Group Atomic Group	Transition Elements Transition Elements	Boiling Temp Boiling Temp	2212 deg C 2212 deg C
Atomic Weight Atomic Weight	107.868 107,868	Specific Gravity Specific Gravity	10.5 10.5

      

Copper , symbol Cu, is one of the most widely used metals in the history of mankind, mainly because of its  many desirable properties.  It is the second best conductor of electricity, next only to silver but better even than gold.  It also is very malleable and ductile, and is also a good conductor of heat. Copper is also widely used in semiconductor assembly.  For instance, most leadframes for plastic packages are composed of copper.   The leadframe is the skeletal support of a plastic package.  Copper, being an excellent conductor, would've been a very good candidate for use in metal lines in an  integrated circuit, but difficulties in the manufacturing of  IC's using copper for metallization resulted in Al being the metal of choice for this purpose.   Recent technological advancements though have already allowed the use of copper as metal lines in semiconductor devices. Copper, symbol Cu, is one of the most widely used metals in the history of mankind, mainly Because of its many desirable properties. It is the second best conductor of electricity, next only to silver but better even than gold. It also is very Malleable and ductile, and is also a good conductor of heat. Copper is also widely used in semiconductor assembly. For instance, most leadframes for plastic packages are composed of copper. The leadframe is the skeletal support of a plastic package. Copper, being an excellent driver, would've been a very good candidate for use in metal lines in an integrated circuit, but difficulties in the manufacturing of IC's using copper for Metallization search resulted in the being the metal of choice for this purpose. Recent technological advancements have already though allowed the use of copper as metal lines in semiconductor devices.

     

Table 5. Table 5. Copper's Basic Properties Copper's Basic Properties

Property Property	Value Value	Property Property	Value Value
Atomic Number Atomic Number	29 29	Melting Point Melting Point	1083 deg C 1083 deg C
Atomic Group Atomic Group	Transition Elements Transition Elements	Boiling Temp Boiling Temp	2567 deg C 2567 deg C
Atomic Weight Atomic Weight	63.546 63,546	Specific Gravity Specific Gravity	8.9 8.9

     

Hernandez Caballero Indiana M. CI: 15.242.745
Asignatura: EES
Fuente:http://translate.google.co.ve/translate?hl=es&sl=es&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwww.siliconfareast.com%2Fsemicon_matls.htm

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CONVERSIÓN DEL SILICIO EN SEMICONDUCTOR "TIPO-N" O EN "TIPO-P"

Tanto los cristales de silicio (Si) como los de germanio (Ge) en estado puro se pueden convertir en dispositivos semiconductores, capaces de conducir la corriente eléctrica si para ello alteramos su estructura molecular cristalina introduciendo ciertas cantidades de "impurezas". Para realizar ese cambio será necesario introducir átomos de otros elementos semiconductores apropiados que posean tres electrones en su banda de valencia o última órbita (átomos trivalentes) o también cinco electrones en esa propia órbita (átomos pentavalentes). A tales efectos se consideran impurezas los siguientes elementos con átomos trivalentes: aluminio (Al), galio (Ga) e indio (In). También se consideran impurezas los átomos pentavalentes de arsénico (As), fósforo (P) o de antimonio (Sb). Cuando añadimos a la estructura cristalina del silicio o del germanio una pequeña cantidad de átomos de un elemento pentavalente en función de "impurezas", estos átomos adicionales reciben el nombre de "donantes", porque cada uno dona o cede uno de sus cinco electrones a la estructura cristalina del semiconductor. Si, por el contrario, los átomos que se añaden como impurezas son trivalentes, se denominan entonces "aceptantes", porque cada uno tendrá que captar o aceptar un electrón procedente de la propia estructura cristalina del silicio o del germanio. La conductividad que presente finalmente un semiconductor "dopado" dependerá de la cantidad de impurezas que contenga en su estructura cristalina. Generalmente para una proporción de un átomo de impureza que se añade por cada 100 millones de átomos del elemento semiconductor, la conductividad aumenta en 16 veces. SEMICONDUCTOR DE SILICIO "TIPO-N" Como ya conocemos, ni los átomos de silicio, ni los de germanio en su forma cristalina ceden ni aceptan electrones en su última órbita; por tanto, no permiten la circulación de la corriente eléctrica, por tanto, se comportan como materiales aislantes. Pero si la estructura cristalina de uno de esos elementos semiconductores la dopamos añadiéndole una pequeña cantidad de impurezas provenientes de átomos de un metaloide como, por ejemplo, antimonio (Sb) (elemento perteneciente los elementos semiconductores del Grupo Va de la Tabla Periódica, con cinco electrones en su última órbita o banda de valencia), estos átomos se integrarán a la estructura del silicio y compartirán cuatro de sus cinco electrones con otros cuatro pertenecientes a los átomos de silicio o de germanio, mientras que el quinto electrón restante del antimonio, al quedar liberado, se podrá mover libremente dentro de toda la estructura cristalina. De esa forma se crea un semiconductor extrínseco tipo-N, o negativo, debido al exceso de electrones libres existentes dentro de la estructura cristalina del material semiconductor. Estructura cristalina compuesta por átomos de silicio (Si) formando una celosía. Como se puede observar, esta estructura se ha dopado añadiendo átomos de antimonio (Sb) para crear un material semiconductor "extrínseco". Los átomos de silicio (con cuatro electrones en la última órbita o banda de valencia) se unen formando enlaces covalentes con los átomos de antimonio (con cinco en su última órbita banda de valencia). En esa unión quedará un electrón libre dentro de la estructura cristalina del silicio por cada átomo de antimonio que se haya añadido. De esa forma el cristal. de silicio se convierte en material semiconductor tipo-N (negativo) debido al exceso electrones libres con cargas negativas presentes en esa estructura. Si a un semiconductor tipo-N le aplicamos una diferencia de potencial o corriente eléctrica en sus extremos, los electrones libres portadores de cargas negativas contenidos en la sustancia impura aumentan. Bajo esas condiciones es posible establecer un flujo de corriente electrónica a través de la estructura cristalina del semiconductor si le aplicamos una diferencia de potencia o corriente eléctrica. No obstante, la posibilidad de que al aplicárseles una corriente eléctrica los electrones se puedan mover libremente a través de la estructura atómica de un elemento semiconductor es mucho más limitada que cuando la corriente fluye por un cuerpo metálico buen conductor. SEMICONDUCTOR DE SILICIO "TIPO-P" Si en lugar de introducir átomos pentavalentes al cristal de silicio o de germanio lo dopamos añadiéndoles átomos o impurezas trivalentes como de galio (Ga) (elemento perteneciente al Grupo IIIa de la Tabla Periódica con tres electrones en su última órbita o banda de valencia), al unirse esa impureza en enlace covalente con los átomos de silicio quedará un hueco o agujero, debido a que faltará un electrón en cada uno de sus átomos para completar los ocho en su última órbita. En este caso, el átomo de galio tendrá que captar los electrones faltantes, que normalmente los aportarán los átomos de silicio, como una forma de compensar las cargas eléctricas. De esa forma el material adquiere propiedades conductoras y se convierte en un semiconductor extrínseco dopado tipo-P (positivo), o aceptante, debido al exceso de cargas positivas que provoca la falta de electrones en los huecos o agujeros que quedan en su estructura cristalina. Estructura cristalina compuesta por átomos de silicio (Si). que forman, como en el caso anterior, una celosía, dopada. ahora con átomos de galio (Ga) para formar un. semiconductor "extrínseco". Como se puede observar en. la. ilustración, los átomos de silicio (con cuatro electrones en. la. última órbita o banda de valencia) se unen formando. enlaces covalente con los átomos de galio (con tres. electrones en su banda de valencia). En esas condiciones. quedará un hueco con defecto de electrones en la. estructura. cristalina de silicio, convirtiéndolo en un. semiconductor tipo-P (positivo) provocado por el defecto de. electrones en la estructura. Hernandez Caballero Indiana M. CI: 15.242.745 Asignacion: EES Fuente: http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_8.htm

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SEMICONDUCTORES "INTRÍNSECOS"

Los materiales semiconductores, según su pureza, se clasifican de la siguiente forma:   Intrínsecos Extrínsecos   Se dice que un semiconductor es "intrínseco" cuando se encuentra en estado puro, o sea, que no contiene ninguna impureza, ni átomos de otro tipo dentro de su estructura. En ese caso, la cantidad de huecos que dejan los electrones en la banda de valencia al atravesar la banda prohibida será igual a la cantidad de electrones libres que se encuentran presentes en la banda de conducción. Cuando se eleva la temperatura de la red cristalina de un elemento semiconductor intrínseco, algunos de los enlaces covalentes se rompen y varios electrones pertenecientes a la banda de valencia se liberan de la atracción que ejerce el núcleo del átomo sobre los mismos. Esos electrones libres saltan a la banda de conducción y allí funcionan como "electrones de conducción", pudiéndose desplazar libremente de un átomo a otro dentro de la propia estructura cristalina, siempre que el elemento semiconductor se estimule con el paso de una corriente eléctrica. Como se puede observar en la ilustración, en el caso de los semiconductores el espacio correspondiente a la banda prohibida es mucho más estrecho en comparación con los materiales aislantes. La energía de salto de banda (Eg) requerida por los electrones para saltar de la banda de valencia a la de conducción es de 1 eV aproximadamente. En los semiconductores de silicio (Si), la energía de salto de banda requerida por los electrones es de 1,21 eV, mientras que en los de germanio (Ge) es de 0,785 eV. Estructura cristalina de un semiconductor intrínseco, compuesta solamente por átomos de silicio (Si) que forman una celosía. Como se puede observar en la ilustración, los átomos de silicio (que sólo poseen cuatro electrones en la última órbita o banda de valencia), se unen formando enlaces covalente para completar ocho electrones y crear así un cuerpo sólido semiconductor. En esas condiciones el cristal de silicio se comportará igual que si fuera un cuerpo aislante.

SEMICONDUCTORES "EXTRÍNSECOS"

Cuando a la estructura molecular cristalina del silicio o del germanio se le introduce cierta alteración, esos elementos semiconductores permiten el paso de la corriente eléctrica por su cuerpo en una sola dirección. Para hacer posible, la estructura molecular del semiconductor se dopa mezclando los átomos de silicio o de germanio con pequeñas cantidades de átomos de otros elementos o "impurezas". Generalmente los átomos de las "impurezas" corresponden también a elementos semiconductores que, en lugar de cuatro, poseen tres electrones en su última órbita [como el galio (Ga) o el indio (In)], o que poseen cinco electrones también en su última órbita [como el antimonio (Sb) o el arsénico (As)]. Una vez dopados, el silicio o el germanio se convierten en semiconductores "extrínsecos" y serán capaces de conducir la corriente eléctrica. En la actualidad el elemento más utilizado para fabricar semiconductores para el uso de la industria electrónica es el cristal de silicio (Si) por ser un componente relativamente barato de obtener. La materia prima empleada para fabricar cristales semiconductores de silicio es la arena, uno de los materiales más abundantes en la naturaleza. En su forma industrial primaria el cristal de silicio tiene la forma de una oblea de muy poco grosor (entre 0,20 y 0,25 mm aproximadamente), pulida como un espejo. A la izquierda se muestra la ilustración de una oblea (wafer) o cristal semiconductor de. silicio pulida con brillo de espejo, destinada a la fabricación de transistores y circuitos. integrados. A la derecha aparece la cuarta parte de la oblea conteniendo cientos de. minúsculos dados o "chips", que se pueden obtener de cada una. Esos chips son los. que después de pasar por un proceso tecnológico apropiado se convertirán en. transistores o circuitos integrados. Una vez que los chips se han convertido en. transistores o circuitos integrados serán desprendidos de la oblea y colocados dentro. de una cápsula protectora con sus correspondientes conectores externos. El segundo elemento también utilizado como semiconductor, pero en menor proporción que el silicio, es el cristal de germanio (Ge). Durante mucho tiempo se empleó también el selenio (S) para fabricar diodos semiconductores en forma de placas rectangulares, que combinadas y montadas en una especie de eje se empleaban para rectificar la corriente alterna y convertirla en directa. Hoy en día, además del silicio y el germanio, se emplean también combinaciones de otros elementos semiconductores presentes en la Tabla Periódica. Placa individual de 2 x 2 cm de área, correspondiente a un antiguo diodo de selenio. Entre esas combinaciones se encuentra la formada por el galio (Ga) y el arsénico (As) utilizada para obtener arseniuro de galio (GaAs), material destinado a la fabricación de diodos láser empleados como dispositivos de lectura en CDs de audio.   Lente (señalada con la flecha) detrás de la cual se encuentra instalado un diodo láser de arseniuro de galio (GaAs) empleado para leer datos de texto, presentaciones multimedia o música grabada en un CD. En esta ilustración el. CD se ha sustituido por un disco similar transparente de plástico común. En el caso del silicio (Si) y el germanio (Ge) cuando se encuentran en estado puro, es decir, como elementos intrínsecos, los electrones de su última órbita tienden a unirse formando "enlaces covalentes", para adoptar una estructura cristalina. Los átomos de cualquier elemento, independientemente de la cantidad de electrones que contengan en su última órbita, tratan siempre de completarla con un máximo de ocho, ya sea donándolos o aceptándolos, según el número de valencia que le corresponda a cada átomo en específico. Con respecto a los elementos semiconductores, que poseen sólo cuatro electrones en su última órbita, sus átomos tienden a agruparse formando enlaces covalentes, compartiendo entre sí los cuatro electrones que cada uno posee, según la tendencia de completar ocho en su órbita externa. Al agruparse de esa forma para crear un cuerpo sólido, los átomos del elemento semiconductor adquieren una estructura cristalina, semejante a una celosía. En su estado puro, como ya se mencionó anteriormente, esa estructura no conduce la electricidad, por lo que esos cuerpos semiconductores se comportan como aislantes. Hernandez Caballero Indiana M. CI: 15.242.745 Asignacion: EES Fuente: http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_5.htm

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MATERIALES SEMICONDUCTORES

Los primeros semiconductores utilizados para fines técnicos fueron pequeños detectores diodos empleados a principios del siglo 20 en los primitivos radiorreceptores, que se conocían como "de galena". Ese nombre lo tomó el radiorreceptor de la pequeña piedra de galena o sulfuro de plomo (PbS) que hacía la función de diodo y que tenían instalado para sintonizar las emisoras de radio. La sintonización se obtenía moviendo una aguja que tenía dispuesta sobre la superficie de la piedra. Aunque con la galena era posible seleccionar y escuchar estaciones de radio con poca calidad auditiva, en realidad nadie conocía que misterio encerraba esa piedra para que pudiera captarlas. En 1940 Russell Ohl, investigador de los Laboratorios Bell, descubrió que si a ciertos cristales se le añadía una pequeña cantidad de impurezas su conductividad eléctrica variaba cuando el material se exponía a una fuente de luz. Ese descubrimiento condujo al desarrollo de las celdas fotoeléctricas o solares. Posteriormente, en 1947 William Shockley, investigador también de los Laboratorios Bell, Walter Brattain y John Barden, desarrollaron el primer dispositivo semiconductor de germanio (Ge), al que denominaron "transistor" y que se convertiría en la base del desarrollo de la electrónica moderna. Los "semiconductores" como el silicio (Si), el germanio (Ge) y el selenio (Se), por ejemplo, constituyen elementos que poseen características intermedias entre los cuerpos conductores y los aislantes, por lo que no se consideran ni una cosa, ni la otra. Sin embargo, bajo determinadas condiciones esos mismos elementos permiten la circulación de la corriente eléctrica en un sentido, pero no en el sentido contrario. Esa propiedad se utiliza para rectificar corriente alterna, detectar señales de radio, amplificar señales de corriente eléctrica, funcionar como interruptores o compuertas utilizadas en electrónica digital, etc. Lugar que ocupan en la Tabla Periódica los trece elementos con. características de semiconductores, identificados con su correspondiente. número atómico y grupo al que  pertenecen. Los  que  aparecen  con  fondo. gris corresponden a "metales", los de fondo verde a "metaloides" y los de. fondo azul a "no metales". Esos elementos semiconductores que aparecen dispuestos en la Tabla Periódica constituyen la materia prima principal, en especial el silicio (Si), para fabricar diodos detectores y rectificadores de corriente, transistores, circuitos integrados y microprocesadores. Los átomos de los elementos semiconductores pueden poseer dos, tres, cuatro o cinco electrones en su última órbita, de acuerdo con el elemento específico al que pertenecen. No obstante, los elementos más utilizados por la industria electrónica, como el silicio (Si) y el germanio (Ge), poseen solamente cuatro electrones en su última órbita. En este caso, el equilibrio eléctrico que proporciona la estructura molecular cristalina característica de esos átomos en estado puro no les permite ceder, ni captar electrones. Normalmente los átomos de los elementos semiconductores se unen formando enlaces covalentes y no permiten que la corriente eléctrica fluya a través de sus cuerpos cuando se les aplica una diferencia de potencial o corriente eléctrica. En esas condiciones, al no presentar conductividad eléctrica alguna, se comportan de forma similar a un material aislante. TABLA DE ELEMENTOS SEMICONDUCTORES Número Atómico Nombre del Elemento Grupo en la Tabla Periódica Categoría Electrones en la última órbita Números de valencia 48 Cd (Cadmio) IIa Metal 2 e- +2 5 B (Boro) IIIa Metaloide 3 e- +3 13 Al (Aluminio) Metal 31 Ga (Galio) 49 In (Indio) 14 Si (Silicio) IVa Metaloide 4 e- +4 32 Ge (Germanio) 15 P (Fósforo) Va No metal 5 e- +3, -3, +5 33 As (Arsénico) Metaloide 51 Sb (Antimonio) 16 S (Azufre) VIa No metal 6 e- +2, -2 +4, +6 34 Se (Selenio) 52 Te (Telurio) Metaloide   Incremento de la conductividad en un elemento semiconductor La mayor o menor conductividad eléctrica que pueden presentar los materiales semiconductores depende en gran medida de su temperatura interna. En el caso de los metales, a medida que la temperatura aumenta, la resistencia al paso de la corriente también aumenta, disminuyendo la conductividad. Todo lo contrario ocurre con los elementos semiconductores, pues mientras su temperatura aumenta, la conductividad también aumenta. En resumen, la conductividad de un elemento semiconductor se puede variar aplicando uno de los siguientes métodos: Elevación de su temperatura Introducción de impurezas (dopaje) dentro de su estructura cristalina Incrementando la iluminación. Con relación a este último punto, algunos tipos de semiconductores, como las resistencias dependientes de la luz (LDR – Light-dependant resistors), varían su conductividad de acuerdo con la cantidad de luz que reciben. Resistencia dependiente de la luz (LDR), conocida también como fotorresistor o célula fotoeléctrica. Posee la característica de disminuir el valor de su resistencia interna cuando la intensidad de luz que incide sobre la superficie de la celda aumenta. Como material o elemento semiconductor utiliza el sulfuro de cadmio (CdS) y su principal aplicación es en el encendido y apagado automático del alumbrado público en las calles de las ciudades, cuando disminuye la luz solar. En dependencia de cómo varíen los factores de los puntos más arriba expuestos, los materiales semiconductores se comportarán como conductores o como aislantes. La conductividad eléctrica de los cuerpos materiales (σ) constituye la capacidad que. tienen de conducir la corriente eléctrica. La fórmula matemática para hallar la. conductividad es la siguiente: Como se puede apreciar en esta fórmula, la conductividad (σ) se obtiene hallando primeramente el resultado de la recíproca de la resistencia (o sea, 1/R) multiplicándolo a continuación por el resultado que se obtiene de dividir la longitud del material (L) entre su área (A). En esa fórmula se puede observar también que la resistencia (R) es inversamente proporcional a (σ), por lo que, a menor resistencia en ohm de un cuerpo, la conductividad resultante será mayor.   Hernandez Caballero Indiana M. CI: 15.242.745 Asignacion: EES fuente:http://www.asifunciona.com/fisica/ke_semiconductor/ke_semiconductor_3.htm

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