HALBLEITER
Was ist ein Halbleiter?
Eine Halbleitervorrichtung ist eine elektronische Komponente, die elektrische Leitung verwendet, aber Merkmale zwischen dem eines Leiters, zum Beispiel Kupfer, und dem eines Isolators wie Glas. Diese Geräte verwenden die elektrische Leitung im Festkörper im Gegensatz zu im gasförmigen Zustand oder im thermionischen Emission in einem Vakuum und haben in den meisten modernen Anwendungen Vakuumröhrchen ersetzt.
Die häufigste Verwendung von Halbleitern ist in integrierten Schaltungschips. Unsere modernen Computergeräte, einschließlich Mobiltelefone und Tablets, können Milliarden von winzigen Halbleitern enthalten, die an einzelnen Chips verbunden sind, die alle mit einem einzelnen Halbleiterwafer miteinander verbunden sind.
Die Leitfähigkeit eines Halbleiters kann auf verschiedene Arten manipuliert werden, beispielsweise durch Einführung eines elektrischen oder magnetischen Feldes, durch die Beleuchtung oder Wärme oder aufgrund der mechanischen Verformung eines dotierten monokristallinen Siliziumgitters. Obwohl die technische Erklärung sehr detailliert ist, hat die Manipulation von Halbleitern unsere derzeitige digitale Revolution ermöglicht.
Wie wird Aluminium in Halbleitern verwendet?
Aluminium verfügt über viele Eigenschaften, die es zu einer primären Wahl für die Verwendung in Halbleitern und Mikrochips machen. Zum Beispiel hat Aluminium eine überlegene Adhäsion an Siliziumdioxid, eine Hauptbestandteil von Halbleitern (hier hat das Silicon Valley seinen Namen). Es sind elektrische Eigenschaften, nämlich dass es einen geringen elektrischen Widerstand aufweist und ein hervorragendes Kontakt mit Drahtbindungen hat, ein weiterer Vorteil von Aluminium. Wichtig ist auch, dass es einfach ist, Aluminium in trockenen Ätzprozessen zu strukturieren, ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von Halbleitern. Während andere Metalle wie Kupfer und Silber eine bessere Korrosionsbeständigkeit und elektrische Zähigkeit bieten, sind sie auch viel teurer als Aluminium.
Eine der am häufigsten vorkommenden Anwendungen für Aluminium bei der Herstellung von Halbleitern ist im Prozess der Sputtertechnologie. Die dünne Schichtung von Nanodicken von hohen Puritätsmetallen und Silizium in Mikroprozessorwafern wird durch einen Prozess der physikalischen Dampfablagerung erreicht, die als Sputtern bekannt ist. Das Material wird aus einem Ziel ausgeworfen und auf einer Substratschicht aus Silizium in einer Vakuumkammer abgelagert, die mit Gas gefüllt wurde, um das Verfahren zu erleichtern. Normalerweise ein ineres Gas wie Argon.
Die Unterstützungsplatten für diese Ziele bestehen aus Aluminium mit den Ablagerungsmaterialien mit hoher Reinheit wie Tantal, Kupfer, Titan, Wolfram oder 99,9999% reines Aluminium, die an ihre Oberfläche gebunden sind. Die photoelektrische oder chemische Radierung der leitenden Oberfläche des Substrats erzeugt die mikroskopischen Schaltungsmuster, die in der Funktion des Halbleiters verwendet werden.
Die häufigste Aluminiumlegierung in der Halbleiterverarbeitung ist 6061. Um die beste Leistung der Legierung zu gewährleisten, wird im Allgemeinen eine schützende anodierte Schicht auf die Oberfläche des Metalls aufgetragen, was den Korrosionswiderstand steigert.
Da es sich um solche genauen Geräte handelt, müssen Korrosion und andere Probleme genau überwacht werden. Es wurde festgestellt, dass verschiedene Faktoren zur Korrosion in Halbleitergeräten beitragen, beispielsweise in Plastik.