¿Qué es la tecnología mos?
Han pasado 25 años desde que se inventó el transistor. Gracias a esta contribución trascendental, los productos electrónicos han penetrado en toda la vida humana y se han convertido en algo muy popular. En diciembre del año pasado, la industria electrónica estadounidense también celebró una conferencia del 25º aniversario para celebrar esta gran contribución de sustituir los tubos de vacío por materia sólida. Mirando hacia atrás en la historia del desarrollo de los componentes electrónicos semiconductores, encontramos que hasta 1960, los instrumentos electrónicos todavía estaban conectados uno por uno con transistores del tamaño de la goma de un lápiz (o más grandes), y el precio promedio de cada transistor era tan alto. como un dólar. A finales de la década de 1960, los científicos comenzaron a diseñar varios métodos para producir conjuntos parciales o completos de circuitos electrónicos en una sola oblea de silicio. Este es el llamado circuito integrado universal. Los primeros circuitos integrados sólo podían contener alrededor de una docena de componentes electrónicos en un chip de unos pocos milímetros cuadrados, pero los circuitos integrados producidos en masa hoy en día ya contienen alrededor de 3.000 componentes electrónicos, la mayoría de los cuales son transistores. Actualmente, algunos circuitos integrados avanzados contienen hasta 10.000 transistores. Parece que podemos esperar que en la década de 1980 aparezcan circuitos integrados que contengan millones de componentes de transistores [Nota 1].
Los transistores convencionales se denominan transistores bipolares. Debido a las limitaciones inherentes de este proceso de producción de transistores, es difícil producir circuitos integrados con alta densidad de componentes en un solo chip. Por lo tanto, el llamado LSI (circuito integrado de gran escala) se fabrica actualmente mediante el método MOS. El llamado MOS es la abreviatura de semiconductor de óxido metálico (ver Figura 4). Con esta tecnología, los circuitos integrados pueden hacerse más pequeños y contener más componentes. Además, el proceso de fabricación de MOS es más sencillo que el de los transistores tradicionales. Todos sabemos que si un producto puede competir en el mercado, debe ser de alta calidad y bajo precio, y el proceso de producción de MOS es simple, por lo que el costo es bajo. El precio promedio de cada transistor en un LSI de 200 transistores es de sólo un dólar, y generalmente se cree que en diez años el precio promedio de cada transistor se puede reducir 30 veces, momento en el cual el precio de cada transistor será tan Estampado en caliente sobre papel. Barato (ver Figura 3). Además, la mejora de la confiabilidad y la reducción del volumen y peso de los circuitos integrados también son una de las razones por las que los circuitos integrados generalmente son valorados y apreciados. Por supuesto, estas razones son insignificantes en comparación con la reducción de costes.
Para reducir costes la única manera es la producción en masa, es decir, en la fabricación de circuitos integrados se utiliza la producción en masa. El método general consiste en dejar que muchos chips pasen por una serie de tratamientos químicos y metalúrgicos al mismo tiempo y luego pasar por fotolitografía, difusión y otros procedimientos. A menudo se pueden producir cientos de circuitos integrados en cada chip. Sin embargo, aunque los científicos hacen todo lo posible para mantener las mismas propiedades de cada oblea e incluso prestan atención a este problema en cada proceso de fabricación, las propiedades de cada oblea nunca pueden mantener ciertas especificaciones y, a menudo, existen muchas diferencias en cada oblea. defectos y dislocaciones, o sustancias innecesarias adheridas a la superficie de la oblea y dado que la precisión en los circuitos integrados se mide en micras (10-4 cm), un defecto invisible a simple vista a menudo destruye las características de todo el circuito integrado; Algunos de los circuitos integrados producidos en masa mencionados anteriormente a menudo se eliminan después de la inspección de calidad, por lo que ocurre el llamado problema de "rendimiento" en la fabricación de circuitos integrados. La tasa de éxito de un circuito integrado avanzado suele ser muy baja en las primeras etapas de producción, pero a menudo puede mejorarse rápidamente mediante la experiencia en experimentos a tientas. En los últimos años, los procesos de fabricación de circuitos integrados han mejorado enormemente debido a las mejoras en los instrumentos de control y medición de precisión. Como resultado, los científicos pueden crear circuitos integrados más complejos. Por supuesto, cuanto más complejo y denso sea el circuito integrado, menor será su tasa de éxito. Por lo tanto, a menos que se produzca un avance importante en el proceso de fabricación, la reducción de costes siempre alcanzará un cierto límite.
El origen de los transistores
Los transistores de los circuitos integrados MOS son transistores de efecto de campo, generalmente llamados FET (transistores de efecto de campo). Funciona aplicando un campo eléctrico en una dirección perpendicular a la superficie del chip para controlar la conductancia entre la fuente y el drenaje. De hecho, este efecto fue descubierto por Edgar Schmidt ya en 1930 (obtuvo la patente para los dispositivos de efecto de campo en 1935. Sin embargo, debido a la falta de conocimiento físico de las superficies de los cristales y las películas delgadas en ese momento, los dispositivos de efecto de campo sí podían). no se hizo, y debido a que la mayoría de los científicos se dedicaban a la investigación y el desarrollo de tubos de vacío en ese momento, la teoría de los efectos de campo ha estado ausente.
A finales de 1930, William B. Shockley, un joven físico que trabajaba en los Laboratorios Bell, se interesó por la posibilidad de utilizar materia sólida para crear componentes electrónicos. Inicialmente, trabajó en el desarrollo de un componente electrónico de estado sólido para usarlo como sistema de conmutación de teléfono a teléfono para reemplazar los interruptores electromecánicos tradicionales. Shakri y algunas personas avanzadas estaban convencidas de que en un futuro próximo habría una gran demanda de conmutadores telefónicos. Sería muy antieconómico utilizar tubos de vacío y la fiabilidad de los tubos de vacío es muy baja. En el artículo de Walter Schottky sobre el fenómeno de la rectificación (CA a CC) en la interfaz entre metales y semiconductores, Xue Keli descubrió que podemos utilizar el cambio en el ancho de la región de carga espacial en el semiconductor) [30] para amplificar la señal. (ver figura 2).
Está convencido de que esta capa de región de carga espacial se puede utilizar para controlar la conductancia en un semiconductor como una válvula de conmutación, logrando así el efecto de controlar la corriente entre dos electrodos. Esto es muy similar al principio de utilizar un voltaje de compuerta para. controlar la corriente entre dos electrodos en un tubo de vacío. En 1939, Xue Keli intentó producir a prueba dichos componentes electrónicos utilizando cobre y óxido de cobre, pero desafortunadamente no tuvo éxito.
Después de la Segunda Guerra Mundial, Xue Keli volvió a trabajar en Bell Labs. Ho, y Walter H. Bratan) [30] comenzaron a estudiar la amplificación del efecto de campo en semiconductores de germanio (Ge) (porque las propiedades físicas del germanio eran mucho mejores que las del óxido de cobre en ese momento). Su investigación sobre los contactos superficiales de los semiconductores y las áreas cargadas espacialmente condujo finalmente a la invención del "transistor de contacto puntual" en 1947. Aunque este transistor de contacto puntual no se puede producir en masa, de todos modos han confirmado la idea de utilizar semiconductores para fabricar componentes electrónicos, y el resto parece ser sólo un problema técnico. Efectivamente, el transistor de unión se fabricó en 1948. Un transistor de unión o transistor bipolar tiene dos uniones; estas dos uniones dividen el semiconductor en tres regiones, a saber, emisor, base y colector. La corriente que fluye del emisor al colector se puede controlar mediante una pequeña señal desde la base, por lo que tiene la función de amplificar la señal.
Aunque la invención del transistor entusiasmó a la comunidad científica durante algún tiempo, el interés de los científicos de los Laboratorios Bell por los efectos de campo no disminuyó en absoluto bajo el liderazgo de Shakri. En 1948, Gerald L. Pearson y Shackley descubrieron el fenómeno del efecto de campo en la unión pn de las obleas de silicio (Nota 4). En 1952, Shackley publicó la teoría del transistor de efecto de campo. Al año siguiente (1953), George C. Dacey y M. Ross diseñaron el transistor de efecto de campo, pero el transistor de efecto de campo de aquella época utilizaba un campo eléctrico para controlar la energía en el fenómeno de conducción del Ge. Debido a su alto precio y ventajas limitadas sobre los transistores comunes, este transistor de efecto de campo sólo se utiliza en algunas ocasiones especiales.
Los científicos han descubierto que el silicio tiene alta estabilidad a la temperatura y es fácil de controlar durante la fabricación, lo que lo hace menos costoso. Aproximadamente después de 1950, el Si reemplazó gradualmente al Ge como material de los transistores. La investigación de los científicos sobre la superficie de los cristales de silicio avanza muy rápidamente y la tecnología de fabricación de los componentes también cambia cada día. Por lo tanto, el fenómeno de interfaz entre el silicio y el dióxido de silicio se comprende y puede controlarse gradualmente, y la estabilidad de ellos. Los componentes electrónicos fabricados también son cada vez más altos. Dawon Kahung y John Atalla de Bell Labs utilizaron un electrodo aislado (al que llamaron puerta) para inducir un canal conductor entre una unión P-N en la década de 1960 para controlar el estado conductor en un cristal. Basándose en esta idea, dos años después, Stephen R. Hofstein y Frederick P. Heiman de RCA finalmente diseñaron el transistor de efecto de campo (FET). Su estructura es la siguiente: se introducen impurezas de tipo N o tipo P en dos lugares diferentes de la oblea de silicio como electrodos fuente y de drenaje, se hace crecer una capa de aislante de dióxido de silicio sobre la oblea de silicio entre los dos electrodos y luego se Se coloca una capa de aislante de dióxido de silicio sobre la oblea de silicio. Se coloca una capa de metal sobre ella para que sirva como puerta. Visto en sección longitudinal, su estructura es un semiconductor de óxido metálico, por lo que se denomina transistor MOS.
Tomamos el semiconductor tipo N como ejemplo para ilustrar el principio de funcionamiento de MOS. Cuando se aplica un voltaje entre la fuente y el drenaje, la cantidad de carga en el canal puede determinar si la conducción entre ellos es buena, y la carga en el canal puede ser inducida por el voltaje de la compuerta. Todos sabemos por el conocimiento del electromagnetismo que si se le dan algunas cargas a la puerta, el semiconductor debajo de la puerta inducirá algunas cargas con signos opuestos, que pueden formar el llamado canal. El ancho de este canal (es decir, la cantidad de carga causada) es proporcional al voltaje de la compuerta, por lo que podemos usar el voltaje de la compuerta para controlar la corriente entre la fuente y el drenaje. De hecho, si el voltaje aplicado a la puerta no excede el llamado voltaje umbral, la conductancia entre la fuente y el drenaje sigue siendo muy pequeña, pero una vez que excede el voltaje umbral, la conductancia aumenta bruscamente, por lo que la corriente entre los dos aumenta bruscamente. El voltaje en la puerta de un semiconductor tipo N es negativo, por lo que la carga inducida es positiva [Nota 5]. Este canal se denomina transistor en modo de mejora del canal P. Si el semiconductor es de tipo P y su fuente y drenaje son de tipo N, entonces el voltaje en la puerta debe ser positivo y la carga inducida debe ser negativa. El transistor en este momento se llama transistor en modo de mejora de canal N. También hay un FET cuya estructura es básicamente la misma que la anterior, excepto que cuando el voltaje de la puerta es cero, hay un canal cargado entre la fuente y el drenaje (la carga de este canal es la misma que la carga de la fuente y el drenaje). ). Cuando se aplica un voltaje a la puerta, la carga en el canal disminuye (por ejemplo, originalmente era un canal N. Después de aplicar un voltaje negativo, la cantidad de electrones en el canal disminuye debido al efecto del campo eléctrico). Por lo tanto, cuando el voltaje de la puerta es cero, la corriente entre los dos electrodos es máxima y la corriente de refuerzo disminuye. Dependiendo de la diferencia en la carga del canal, este tipo de transistor se denomina transistor en modo de agotamiento del canal N y transistor en modo de agotamiento del canal P. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, los transistores de efecto de campo mejorado tienen una gran plasticidad, por lo que se utilizan principalmente en circuitos.
Transistor Semiconductor de Óxido Metálico
Hemos dicho antes que el proceso de fabricación de los transistores MOS es mucho más sencillo que el de los transistores tradicionales. Por tanto, fabricar circuitos integrados MOS es mucho más sencillo y sencillo que utilizar antiguos circuitos integrados de transistores. Tomemos como ejemplo un inversor normal. Si se utiliza un transistor de unión, se requieren cuatro pasos de difusión diferentes y seis juegos de blindaje.
(Nota: para conocer la función de la pantalla, consulte el artículo "Tecnología de implantación de iones" en el Volumen 4 de "York".) Sin embargo, si se utilizan transistores MOS, solo se requieren un paso de difusión y cinco juegos de pantallas. Precisamente debido a las ventajas mencionadas y al bajo costo, la investigación sobre MOS ha recibido amplia atención desde la década de 1960. Los científicos han pasado varios años estudiando y resolviendo el problema de inestabilidad en la interfaz entre las obleas de silicio y el óxido de silicio, así como las propiedades del propio óxido de silicio. En los últimos seis años, los circuitos integrados MOS han crecido desde cero hasta alcanzar 48 millones de circuitos integrados este año, con un valor total de 250 millones de dólares. Se espera que este año haya hasta 400 millones de circuitos integrados de transistores bipolares (con un valor total de 720 millones de dólares). Los lectores pueden descubrir en las cifras anteriores que la tasa de crecimiento de los circuitos integrados MOS es bastante sorprendente.
MOS, como un tubo de vacío, utiliza voltaje para controlar la corriente, tiene una impedancia de entrada muy alta y la relación entre salida y entrada es bastante lineal. El transistor de unión está controlado por corriente, por lo que sus características no son tan lineales como las de MOS y la impedancia de entrada es mucho menor que la de MOS. En segundo lugar, MOS consume mucha menos energía que los transistores de unión tanto en condiciones de conducción como de no conducción. Pero hasta ahora, los transistores MOS que hemos fabricado no funcionan tan rápido como los transistores comunes. Pero esta diferencia de velocidad se debe principalmente al inmaduro proceso de fabricación de MOS, más que a las limitaciones teóricas del propio MOS. A juzgar por la situación actual, los ingenieros que diseñan instrumentos tienden a dudar entre los dos debido a sus respectivas ventajas y desventajas, pero personalmente creo que MOS desempeñará un papel más importante en los circuitos electrónicos digitales a finales de los años 70.
Actualmente, se utilizan cientos de circuitos integrados MOS en calculadoras de escritorio y diversos dispositivos electrónicos, desde los circuitos lógicos más simples hasta circuitos integrados que contienen celdas de memoria y lógica. Además de la necesidad de computadoras electrónicas de alta velocidad, casi todos los equipos electrónicos nuevos tienen algunas líneas MOS.
Calculadora MOS
Probablemente las aplicaciones comerciales más importantes de MOS sean las calculadoras de escritorio y las calculadoras de bolsillo. Antes de la aplicación de MOS, las calculadoras de escritorio utilizaban principalmente diseño electromecánico, por lo que el costo de cada calculadora era de entre 500 y 1000 dólares estadounidenses. Más tarde, después de que se aplicaron al mundo los circuitos integrados de transistores bipolares, la calidad, por supuesto, mejoró mucho, pero en términos de costo, la mejora no fue muy grande. Pero en 1969, pudimos diseñar todas las unidades informáticas de una calculadora en unos pocos circuitos integrados, y sólo tres años después, ahora podemos diseñar circuitos de calculadora complejos completos en un único circuito integrado MOS (consulte la Figura 4). El uso de este circuito integrado MOS reduce enormemente el coste de la calculadora. Ahora se puede comprar una calculadora eficiente por entre 50 y 200 dólares. Creo que en un futuro próximo estas calculadoras serán más baratas y de mejor calidad.
Aunque MOS no es lo suficientemente rápido para usarse en el sistema de procesamiento central de computadoras grandes, el precio de los circuitos integrados MOS es cada vez más bajo y ahora puede competir con la memoria de anillo magnético. Se cree que todas las unidades de almacenamiento de las computadoras serán reemplazadas por MOS en el futuro. El precio actual de cada bit en MOS ronda los 0,8 céntimos. Recientemente, se creó una memoria de acceso aleatorio utilizando MOS. El precio es similar al de la memoria de anillo magnético. La ventaja es que requiere menos energía y genera menos calor, al diseñar una computadora, la densidad de las celdas de almacenamiento en la memoria. Se puede diseñar para que sea muy alto. Además, cuando se utilizan bobinas magnéticas como memoria, se requieren cables de alta calidad. Por razones de economía, este cable de alta calidad suele ser compartido por todas las bobinas magnéticas, lo que prácticamente limita la funcionalidad del ordenador. Pero cuando se utiliza la memoria MOS, debido a que sus datos pueden ser reemplazados por circuitos integrados, los diseñadores de computadoras pueden organizar libremente su memoria para hacer que toda la computadora sea más eficiente sin preocuparse por el costo. Aunque los fabricantes de memorias de anillo magnético están trabajando arduamente para competir con la memoria MOS, creo firmemente que es sólo cuestión de tiempo antes de que MOS reemplace la memoria de anillo magnético.
¿Qué son PMOS, NMOS y CMOS?
Mirando hacia atrás en la historia del desarrollo de la tecnología de semiconductores, podemos ver que toda la tecnología de semiconductores ha ido progresando debido al alto nivel de investigación y desarrollo de materiales, estructuras y circuitos semiconductores. En términos de MOS, su aplicación ya es bastante extensa, pero aún se está expandiendo. El primer circuito integrado MOS del mercado fue el modo de mejora del canal P (PMOS). En la actualidad, este tipo de MOS representa aproximadamente el 80% de todos los circuitos integrados MOS. Probablemente esta sea la razón por la que el proceso de producción de PMOS es más fácil de controlar. Sin embargo, la tecnología actual ya puede producir otros tipos de MOS, como NMOS (MOS de mejora de canal N) y CMOS (MOS complementario), en los que se combinan NMOS y PMOS. Debido a que los electrones se mueven más fácilmente que los huecos, la velocidad de operación de NMOS es aproximadamente 2 a 3 veces más rápida que la de PMOS. Por lo tanto, NMOS se utiliza en algunos lugares donde el factor de velocidad es más importante para obtener el mejor efecto de todo el circuito integrado. .
Actualmente, CMOS está recibiendo una atención generalizada y es probable que se convierta en el más importante de todos los componentes. La combinación de circuitos de canal N y canal P puede ser la mejor de todos los circuitos integrados disponibles actualmente. El circuito CMOS más simple es un inversor (ver Figura 5), que consta de PMOS y NMOS conectados en serie. Actualmente, este circuito es el que consume menos energía de todos los componentes semiconductores. Combinando adecuadamente dichos circuitos inversores, podemos diseñar muchos circuitos útiles con muy poco consumo de energía.
Por ejemplo, un contador binario de 14 niveles (contador binario de 14 niveles) que se usa comúnmente para el cronometraje consume solo 2,5 microvatios (10-6 vatios) de energía a 5 voltios, que es solo 1/1 de eso cuando se usa PMOS o transistor bipolar. Circuitos integrados. Alrededor de 100.000. Esto es realmente importante para algunos instrumentos con suministro de energía limitado, y se debe considerar CMOS para cualquier dispositivo que funcione con baterías.
PMOS y NMOS también se pueden conectar en paralelo para formar un interruptor de transmisión, que puede transmitir señales digitales o analógicas en ambas direcciones. En teoría, este tipo de circuito también se puede obtener combinando transistores NPN y PNP, pero este tipo de circuito es muy antieconómico y existe otro beneficio al usar CMOS de bajo costo, por lo que se debe usar CMOS donde la señal de ruido sea fuerte. . Los diseñadores de circuitos han descubierto que al combinar adecuadamente los circuitos inversores y los circuitos del interruptor de transferencia, podemos obtener cualquier circuito lógico y circuito de conmutación que necesitemos.
Una gran aplicación comercial de los circuitos integrados, especialmente CMOS, es la producción de relojes electrónicos, cuya precisión no puede lograrse con ningún reloj mecánico. Utiliza un circuito de conteo electrónico para dividir la frecuencia de vibración natural del tiempo en varias señales eléctricas para impulsar las manecillas del reloj, e incluso conecta directamente estas señales a dispositivos digitales electroópticos como cristales líquidos (cristales líquidos) y emisores de luz. diodos (diodos emisores de luz). De esta forma podremos saber la hora directamente desde el número indicado. Parece que este tipo de reloj electrónico asequible cambiará toda la industria relojera.
Teóricamente, la velocidad de trabajo de MOS sólo debería estar relacionada con la movilidad de los portadores de carga y la distancia recorrida por los portadores, por lo que su velocidad de trabajo debería ser similar a la del transistor más rápido. Pero la velocidad de funcionamiento del MOS que fabricamos actualmente es mucho más lenta que la de los transistores bipolares. ¿Cuál es la razón? Teóricamente, como no hay límite, debe ser un problema estructural. En el pasado, cuando realizábamos difusión de fuente y drenaje, a menudo creábamos una capacitancia considerable entre la fuente, el drenaje y el sustrato de silicio. Gracias a estos condensadores, la velocidad de funcionamiento de todo el MOS se ralentiza. Ahora los científicos están utilizando varios métodos para reducir estas capacitancias y aumentar la velocidad. Se cree que la velocidad de computación de los circuitos integrados MOS mejorará enormemente en el futuro.
¿Qué es SOS?
En el proceso de fabricación y el principio de funcionamiento de MOS (consulte la Figura 2, Figura 6), podemos encontrar que la oblea de silicio real utilizada es solo la capa superficial. , y en realidad no es que las obleas de silicio gruesas pero demasiado delgadas estén demasiado rotas para funcionar, por lo que los científicos pensaron en otro método, que consiste en intentar recubrir una capa de película de silicio monocristalino (de unos 10 a 4 cm de espesor) sobre zafiro artificial. y luego cubra esta película sobre la estructura Make MOS. Se descubrió que con esta estructura, el voltaje fuente-drenaje es aproximadamente 20 veces menor que el de las obleas de silicio. Además, podemos grabar químicamente la película monocristalina de silicio entre los transistores para lograr el aislamiento y luego evaporar el metal para que los transistores puedan conectarse entre sí para formar el circuito que necesitamos. Lo que cabe señalar aquí es que la mayoría de los metales están recubiertos de zafiro, a diferencia de los MOS anteriores que estaban recubiertos de obleas de silicio, por lo que no habrá capacitancia adicional. Este tipo de componente fabricado recubriendo una capa de película monocristalina de silicio sobre zafiro se llama SOS, que es la abreviatura de las letras inglesas Silicon Sapphire. En la actualidad, este tipo de circuito integrado SOS es relativamente caro debido a una tecnología inmadura, por lo que sólo se utiliza en algunas ocasiones especiales.
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MOS se puede utilizar con éxito como transistor de efecto de campo, y también podemos utilizar dióxido de silicio como condensador entre la puerta y la base de silicio. Los condensadores almacenan carga eléctrica. Si organizamos estos capacitores MOS apropiadamente, podemos usar una señal de pulso de reloj para controlar la transferencia de carga de un capacitor a otro. Según este principio, podemos utilizar MOS como registro de desplazamiento en un sistema de procesamiento de datos. Además, los condensadores MOS también pueden utilizarse como elementos fotosensibles. Cuando la luz incide sobre este componente, se generan portadores eléctricos y se almacenan en el condensador MOS. Más tarde, cuando se introduce una serie de señales de pulso de reloj, podemos leer la señal generada por la luz. Actualmente, a partir de este componente se ha fabricado una cámara de televisión del tamaño de la palma de la mano y que pesa menos de medio kilo. Este tipo de elemento fotosensible MOS también se puede utilizar en televisores de escaneo lento, faxes de alta definición y otros instrumentos que requieren alta resolución. Podemos imaginar las perspectivas futuras de aplicación de este componente en la industria u otro consumo de entretenimiento.
Si analizamos la historia del desarrollo de MOS, su teoría ha sido interpretada por los científicos durante mucho tiempo, pero sólo en los últimos años los dispositivos MOS reales se han utilizado ampliamente en el mercado. Se puede ver que una idea que parece razonable a menudo se hace realidad a través de la tecnología. ¿Puedes dejar de sumergirte en la investigación científica sólo para ponerte al día con los demás? La traducción anima a futuros jóvenes amigos.
El texto original está traducido de "Scientific American".
Agosto de 1973
Nota 1: Con el desarrollo de la tecnología de implantación de iones y la mejora de la calidad del cristal, este tipo de circuito integrado parece estar a la vuelta de la esquina. (Consulte el número 10 de "Science Monthly", volumen 4)
Nota 2: utilizamos cristal de silicio tipo N para ilustrar este fenómeno. Cuando un metal y un semiconductor entran en contacto, los electrones en el cristal tipo N cerca de la interfaz serán repelidos, por lo que habrá una región iónica cargada positivamente cerca de la interfaz, que llamamos región de carga espacial.
Nota 3: Shackleli, Bardeen y Braden ganaron el Premio Nobel de Física en 1956 por la invención del transistor. Entre ellos, Braden visitó China en septiembre del año pasado.
Nota 4: La unión formada por la unión de un cristal de tipo N y un cristal de tipo P se llama unión PN. Sin embargo, en la fabricación real, los átomos trivalentes (o pentavalentes) penetran en el N mediante difusión o. Tecnología de implantación de iones. Este tipo de unión se forma en el cristal original de tipo P (o tipo P).
Nota 5: En la ciencia de los semiconductores, esta carga positiva se llama "agujero" porque en realidad se forma debido a la falta de un electrón en el enlace de la estructura cristalina, y este agujero puede arrebatar fácilmente los agujeros. electrones de otros enlaces, lo que da como resultado un flujo de electrones. Este flujo puede considerarse como el flujo de huecos, pero en dirección opuesta al flujo de electrones. El lector debe notar que la carga positiva entre este agujero cargado positivamente y la carga espacial anterior es completamente diferente. Las cargas positivas en la región de carga espacial son generadas por iones y son estacionarias, pero debido al campo eléctrico aplicado, pueden fluir agujeros para generar corriente.