Les matériaux semi-conducteurs pour les applications en couches minces sont essentiels pour créer des couches pour les circuits intégrés, les cellules solaires et d'autres dispositifs électroniques.
Ces matériaux sont sélectionnés en fonction de leurs propriétés électriques, optiques et structurelles spécifiques.
Ces propriétés peuvent être adaptées grâce aux techniques de dépôt utilisées pour créer les couches minces.
4 principaux types de matériaux semi-conducteurs pour les couches minces
1. Silicium (Si) et carbure de silicium (SiC)
Le silicium et le carbure de silicium sont des substrats courants pour le dépôt de couches minces dans les circuits intégrés.
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus largement utilisé en raison de la maturité de sa technologie de traitement et de ses propriétés bien connues.
Le carbure de silicium est utilisé dans les applications à haute puissance et à haute température en raison de ses propriétés thermiques et électriques supérieures à celles du silicium.
2. Oxydes conducteurs transparents (TCO)
Les oxydes conducteurs transparents sont utilisés dans les cellules solaires et les écrans pour fournir une couche conductrice mais transparente.
L'oxyde d'indium et d'étain (ITO) et l'oxyde de zinc (ZnO) en sont des exemples.
Les TCO sont essentiels dans les dispositifs qui nécessitent transparence et conductivité, tels que les cellules solaires et les écrans tactiles.
Ils permettent à la lumière de passer à travers tout en fournissant un chemin pour le courant électrique.
3. Semi-conducteurs de type n et de type p
Les semi-conducteurs de type n et de type p sont à la base des diodes et des transistors.
Les matériaux de type n les plus courants sont le silicium dopé au phosphore ou à l'arsenic.
Les matériaux de type p sont souvent du silicium dopé au bore.
Ces matériaux sont dopés pour créer un excès d'électrons (type n) ou de trous d'électrons (type p), qui sont essentiels au fonctionnement des dispositifs semi-conducteurs.
La jonction entre les matériaux de type n et de type p est à la base de nombreux composants électroniques, notamment les diodes et les transistors.
4. Contacts métalliques et couches absorbantes
Les contacts métalliques et les couches absorbantes sont généralement des métaux ou des alliages métalliques utilisés pour collecter ou conduire le courant dans des dispositifs tels que les cellules solaires.
L'aluminium, l'argent et le cuivre en sont des exemples.
Ces couches sont essentielles au bon fonctionnement de dispositifs tels que les cellules solaires.
Elles doivent avoir une faible résistivité pour minimiser les pertes d'énergie et une bonne adhérence aux couches sous-jacentes.
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