Co to jest półprzewodnik?
Urządzenie półprzewodnikowe to element elektroniczny, który wykorzystuje przewodnictwo elektryczne, ale ma cechy między przewodnikiem, na przykład miedzi, a izolatorem, takim jak szkło. Urządzenia te wykorzystują przewodnictwo elektryczne w stanie stałym, w przeciwieństwie do stanu gazowego lub emisji termionowej w próżni, i zastąpiły rurki próżniowe w większości nowoczesnych zastosowań.
Najczęstszym zastosowaniem półprzewodników są zintegrowane układy obwodów. Nasze nowoczesne urządzenia komputerowe, w tym telefony komórkowe i tablety, mogą zawierać miliardy małych półprzewodników połączonych na pojedynczych układach ze sobą połączonych na pojedynczym półprzewodnika.
Przewodność półprzewodnika można manipulować na kilka sposobów, na przykład poprzez wprowadzenie pola elektrycznego lub magnetycznego, narażając je na światło lub ciepło lub ze względu na mechaniczne odkształcenie domieszkowanej monokrystalicznej siatki krzemowej. Chociaż wyjaśnienie techniczne jest dość szczegółowe, manipulacja półprzewodnikami jest tym, co umożliwiło naszą obecną rewolucję cyfrową.
W jaki sposób aluminium jest stosowane w półprzewodnikach?
Aluminium ma wiele właściwości, które sprawiają, że jest to główny wybór do stosowania w półprzewodnikach i mikroczystkach. Na przykład aluminium ma doskonałą przyczepność do dwutlenku krzemu, głównego składnika półprzewodników (tutaj Dolina Krzemowa ma swoją nazwę). Jest to właściwości elektryczne, a mianowicie, że ma niską rezystancję elektryczną i zapewnia doskonałe kontakt z wiązaniami drutu, są kolejną korzyścią z aluminium. Ważne jest również to, że łatwo jest ustrukturyzować aluminium w procesach suchego trawienia, co jest kluczowym krokiem w tworzeniu półprzewodników. Podczas gdy inne metale, takie jak miedź i srebro, oferują lepszą odporność na korozję i wytrzymałość elektryczną, są również znacznie droższe niż aluminium.
Jednym z najbardziej rozpowszechnionych zastosowań do aluminium w produkcji półprzewodników jest technologia rozpylania. Cienkie warstwa grubości nano metali o dużej czystości i krzemu w płytach mikroprocesorowych odbywa się poprzez proces fizycznego osadzania pary znanego jako rozpylanie. Materiał jest wyrzucany z celu i osadzany na warstwie substratu krzemu w komorze próżniowej wypełnionej gazem, aby ułatwić tę procedurę; Zwykle gaz obojętny, taki jak argon.
Płyty podkładowe dla tych celów są wykonane z aluminium z materiałami o wysokiej czystości do osadzania, takie jak tantalum, miedź, tytan, wolfram lub 99,9999% czyste aluminium, związane z ich powierzchnią. Fotoelektryczne lub chemiczne trawienie powierzchni przewodzącej podłoża tworzy mikroskopijne wzory obwodów stosowane w funkcji półprzewodnika.
Najczęstszym stopem aluminium w przetwarzaniu półprzewodnikowym wynosi 6061. Aby zapewnić najlepszą wydajność stopu, ogólnie ochronna anodowana warstwa zostanie przyłożona na powierzchnię metalu, co zwiększy opór korozji.
Ponieważ są to tak precyzyjne urządzenia, korozja i inne problemy muszą być ściśle monitorowane. Stwierdzono, że kilka czynników przyczynia się do korozji w urządzeniach półprzewodnikowych, na przykład pakowanie ich w plastik.