Dopagem do silicio

CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

Dopagem do Silício

Dopagem Do Silício

O Silício, conhecido por ser utilizado em circuitos integrados (chips), é um elemento químico (semimetal) da família 4A, mesma do Carbono, relativamente inerte. É sólido, quebradiço, pardo na forma amorfa e cinza-escuro com brilho metálico na forma cristalina. Seu símbolo químico é Si.
Dopagem é um procedimento controlado de adição de impurezas químicas a um elemento semicondutor afim de alterar suas propriedades e transformá-lo num elemento mais condutor.
Os semicondutores dopados possuem, aproximadamente, mil vezes mais impurezas do que os semicondutores puros.
Semicondutor intrínseco
O conceito de semicondutor intrínseco está relacionado ao cristal que, possui não mais de um átomo de elemento químico estranho para cada um bilhão de átomos do material escolhido. O teor de impureza, neste caso, é chamado 1 ppb, ou uma parte por bilhão. A interferência da impureza não é suficiente par interferir na estabilidade do material, sendo o cristal estável.
Semicondutores extrínsecos
Os semicondutores extrínsecos são obtidos através do processo de dopagem. O objetivo desse processo é aumentar a condutibilidade elétrica do semicondutor que antes era puro, ou seja intrínseco, e que possuía poucos pares de lacunas e elétrons livres.
Lacunas
A energia térmica do ar em torno do cristal faz com que os átomos de silício vibre num vai e vêm dentro do cristal. Essa vibração é proporcional a temperatura, quanto maior a temperatura mais forte será a vibração mecânica dos átomos. Essas vibrações podem, ocasionalmente, deslocar um elétron da órbita de valência. Quando isso ocorre, o elétron liberado ganha energia suficiente para passar para outra órbita maior, figura 1.

figura 1
Na ocorrência desse fenômeno, o elétron deixa um vazio na camada de valência que é denominado de lacuna. Essa lacuna comporta-se como uma carga positiva, porque ela pode atrair e manter capturado qualquer elétron