ПОЛУПРОВОДНИК
КАКВО Е ПОЛУПРОВОДНИК?
Полупроводниковото устройство е електронен компонент, който използва електрическа проводимост, но има характеристики, които са между тези на проводник, например мед, и тези на изолатор, като стъкло. Тези устройства използват електрическа проводимост в твърдо състояние, за разлика от газообразно състояние или термоемисия във вакуум, и те са заменили вакуумните тръби в повечето съвременни приложения.
Най-честата употреба на полупроводници е в чипове с интегрални схеми. Нашите съвременни изчислителни устройства, включително мобилни телефони и таблети, може да съдържат милиарди малки полупроводници, обединени в единични чипове, всички свързани помежду си в една полупроводникова пластина.
Проводимостта на полупроводника може да се манипулира по няколко начина, като например чрез въвеждане на електрическо или магнитно поле, чрез излагане на светлина или топлина или поради механичната деформация на легирана монокристална силициева решетка. Въпреки че техническото обяснение е доста подробно, манипулирането на полупроводниците е това, което направи възможна настоящата ни цифрова революция.
КАК СЕ ИЗПОЛЗВА АЛУМИНИЯТ В ПОЛУПРОВОДНИКИТЕ?
Алуминият има много свойства, които го правят основен избор за използване в полупроводници и микрочипове. Например, алуминият има превъзходна адхезия към силициевия диоксид, основен компонент на полупроводниците (оттук Силиконовата долина получава името си). Неговите електрически свойства, а именно че има ниско електрическо съпротивление и прави отличен контакт с телени връзки, са друго предимство на алуминия. Също така важно е, че е лесно да се структурира алуминий в процеси на сухо ецване, решаваща стъпка в производството на полупроводници. Докато други метали, като мед и сребро, предлагат по-добра устойчивост на корозия и електрическа издръжливост, те също са много по-скъпи от алуминия.
Едно от най-разпространените приложения на алуминия в производството на полупроводници е в процеса на разпръскваща технология. Тънкото наслояване на нано дебелини от метали с висока чистота и силиций в микропроцесорни пластини се осъществява чрез процес на физическо отлагане на пари, известен като разпрашване. Материалът се изхвърля от мишена и се отлага върху субстратен слой от силиций във вакуумна камера, която е пълна с газ, за да се улесни процедурата; обикновено инертен газ като аргон.
Подложките за тези мишени са изработени от алуминий с материали с висока чистота за отлагане, като тантал, мед, титан, волфрам или 99,9999% чист алуминий, свързани към тяхната повърхност. Фотоелектрично или химическо ецване на проводящата повърхност на субстрата създава микроскопични вериги, използвани във функцията на полупроводника.
Най-разпространената алуминиева сплав в обработката на полупроводници е 6061. За да се осигури най-доброто представяне на сплавта, обикновено върху повърхността на метала ще бъде нанесен защитен анодизиран слой, който ще повиши устойчивостта на корозия.
Тъй като това са толкова прецизни устройства, корозията и други проблеми трябва да се следят отблизо. Установено е, че няколко фактора допринасят за корозията в полупроводниковите устройства, например опаковането им в пластмаса.