Un semi-conducteur est un corps non cristallin non conducteur à l'état pur, mais susceptible de conduire de l'électricité suite à un traitement spécifique, le dopage.
Le semi-conducteur est un composé chimique solide, qui peut conduire l'électricité dans certaines conditions mais pas dans d'autres, ce qui en fait un bon moyen de contrôler un courant électrique. En effet, ses propriétés électriques lui permettent à la fois d'être conducteur (comme les métaux) et isolant.
Semi-conducteur : qu'est-ce que c'est ? Corps cristallin dont les propriétés de conductibilité électrique sont intermédiaires entre celle des métaux et celle des isolants. Un semi-conducteur serait isolant à une température de zéro kelvin ( zéro absolu), contrairement à un métal.
Les principaux semi-conducteurs sont le germanium (Ge), le silicium (Si), le sélénium (Se), les composés binaires : arséniure de gallium (GaAs), antimoniure d'indium (InSb), phosphure de gallium (GaP) et phosphure d'indium, ainsi que les composés ternaires et quaternaires.
Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques).
Le silicium est le matériau semi-conducteur le plus utilisé commercialement, du fait de ses bonnes propriétés, de son abondance naturelle et de son coût de mise en œuvre économique. On peut toutefois en citer quelques autres : le germanium, l'arséniure de gallium ou le carbure de silicium.
En 2019, les cinq premiers pays producteurs de semi-conducteurs étaient dans l'ordre Taiwan, la Corée du Sud, le Japon, la Chine et les Etats-Unis. En Europe, les deux premiers producteurs de semi-conducteurs sont l'Allemand Infineon et le Franco-italien STMicroelectronics.
La technique de lithographie + gravure est le procédé le plus répandu pour la réalisation de circuits semi-conducteurs. La lithographie consiste à altérer une résine sensible par une source à travers un masque. La photolithographie est le procédé historique utilisant un rayonnement lumineux et une résine photosensible.
Un semi- conducteur possède une petite bande interdite que les électrons peuvent franchir si on leur donne l'énergie nécessaire. Plus cette bande est faible, plus l'énergie nécessaire est petite. Ceci est intéressant pour la consommation électrique de nos appareils, mais aussi d'un point de vu plus technique.
Si la résistance du matériau est faible, le courant peut s'écouler facilement. Dans ce cas, on dit que le matériau est conducteur. Tous les métaux sont des conducteurs. Le cuivre par exemple, conduit particulièrement bien l'électricité.
Les propriétés physiques du silicium contribuent également à sa popularité et à son utilisation en tant que matériau semi-conducteur. Le silicium possède une bande interdite d'énergie modérée de 1,12 eV à 0 K. Cela fait du silicium un élément stable par rapport au germanium et réduit le risque de courant de fuite.
Ainsi, le courant dans les semi-conducteurs provient de deux sources : un courant d'électrons libres, et le déplacement des électrons atomiques d'atomes en atomes. Le courant de proche en proche des électrons se reformule alors comme un courant de trous, qui sont donc des porteurs de charge.
Un semi-conducteur, c'est un matériau conducteur et non conducteur. Un matériau - deux options. En ajoutant des impuretés telles que du phosphore ou de l'alumine, un semi-conducteur peut être "dopé".
Les ETFs de semi-conducteurs à connaître
Les ETFs sont conçus pour répliquer un indice boursier de manière passive (sans intervention humaine). Investir dans un ETF (également appelé « tracker »), permet de diluer le risque de volatilité lié au marché, en plus de ne pas s'avérer chronophage.
Pour les semi-conducteurs, une augmentation de la température favorise le passage des électrons situés sur la bande de valence vers la bande de conduction, améliorant la conductibilité de l'atome (diminution de la résistance).
L'intérêt est d'obtenir un semi-conducteur ayant une plus grande conductivité électrique. Les schémas suivants présentent des exemples de dopage du silicium respectivement par du phosphore (dopage N) et du bore (dopage P). Dans le cas du phosphore (à gauche), un électron supplémentaire est amené.
Le dopage des semi-conducteurs
L'efficacité du système repose donc sur la facilité avec laquelle le semi-conducteur peut donner des électrons, ainsi que sur le dopage des différentes couches qui améliore la conductivité des charges.
STMicroelectronics et GlobalFoundries ont annoncé lundi la création d'une nouvelle usine de semi-conducteurs en France.
Intel n'a jamais caché ses ambitions de développement en Europe. Dans le domaine des semi-conducteurs, le géant américain était dès lors devenu le principal prospect à séduire au cours des derniers mois pour les États membres de l'Union européenne.
L'unique différence entre un semi-conducteur et un isolant est la largeur de cette bande interdite, largeur qui donne à chacun ses propriétés respectives.
Taïwan, la Corée du Sud, le Japon,les Etats-Unis et la Chine sont loin devant. Abritant 21,8% de la capacité de production mondiale installée (contre 21,3% en 2017), Taïwan est le premier fabricant mondial des semiconducteurs, juste devant la Corée (21,3% en 2018).
La pénurie mondiale de semi-conducteurs est loin d'être terminée. Les difficultés d'approvisionnement sont notamment dues à la guerre menée par la Russie en Ukraine. En effet, les deux pays sont les deux principaux exportateurs de krypton, un gaz utilisé pour la production des puces.
Les semi-conducteurs, essentiellement fabriqués en Asie, sont omniprésents dans la vie quotidienne et pourraient manquer « jusque fin 2023, voire début 2024 » selon la secrétaire américaine au Commerce Gina Raimondo. Il va falloir prendre son mal en patience.
Quand on expose un semi-conducteur en silicium à la lumière du soleil, les particules de lumière, les photons, éjectent des électrons de leurs orbitales atomiques et ces électrons se retrouvent bloqués par la jonction entre les dopants, créant avec cette accumulation d'électrons, un courant électrique proportionnel au ...