Semikonduktaĵo
Kio estas duonkonduktaĵo?
Semikonduktaĵa aparato estas elektronika komponento, kiu uzas elektran kondukadon, sed havas trajtojn, kiuj estas inter tiu de ŝoforo, ekzemple kupro, kaj tiu de izolilo, kiel vitro. Ĉi tiuj aparatoj uzas elektran kondukadon en la solida stato kontraste al la gasa stato aŭ termionika emisio en vakuo, kaj ili anstataŭigis vakuajn tubojn en plej modernaj aplikoj.
La plej ofta uzo de duonkonduktaĵoj estas en integritaj cirkvitaj blatoj. Niaj modernaj komputilaj aparatoj, inkluzive de poŝtelefonoj kaj tablojdoj, povus enhavi miliardojn da etaj semikonduktaĵoj kunigitaj sur unuopaj blatoj ĉiuj interligitaj sur ununura duonkondukta vafaro.
La konduktiveco de duonkonduktaĵo povas esti manipulita laŭ pluraj manieroj, kiel ekzemple per enkonduko de elektra aŭ magneta kampo, eksponante ĝin al lumo aŭ varmego, aŭ pro la mekanika deformado de dopita monokristala silicia krado. Kvankam la teknika klarigo estas sufiĉe detala, la manipulado de duonkonduktaĵoj estas tio, kio ebligis nian nunan ciferecan revolucion.
Kiel oni uzas aluminion en duonkonduktaĵoj?
Aluminio havas multajn proprietojn, kiuj faras ĝin primara elekto por uzo en duonkonduktaĵoj kaj mikroĉipoj. Ekzemple, aluminio havas superan adhesion al silicia dioksido, ĉefa ero de duonkonduktaĵoj (jen kie Silicon Valley ricevis sian nomon). Ĝi estas elektraj proprietoj, nome, ke ĝi havas malaltan elektran reziston kaj faras bonegan kontakton kun drataj ligoj, estas alia avantaĝo de aluminio. Ankaŭ gravas, ke estas facile strukturi aluminion en sekaj etaj procezoj, kerna paŝo por fari duonkonduktaĵojn. Dum aliaj metaloj, kiel kupro kaj arĝento, ofertas pli bonan korodan reziston kaj elektran malmolecon, ili ankaŭ estas multe pli multekostaj ol aluminio.
Unu el la plej ĝeneralaj aplikoj por aluminio en la fabrikado de duonkonduktaĵoj estas en la procezo de sputtering -teknologio. La maldika mantelo de nano-dikecoj de alt-purecaj metaloj kaj silicio en mikroprocesoraj vafoj realiĝas per procezo de fizika vaporo-deponejo konata kiel sputtering. Materialo estas elĵetita el celo kaj deponita sur substratan tavolon de silicio en vakua ĉambro, kiu estis plenigita per gaso por helpi faciligi la procedon; Kutime inerta gaso kiel argono.
La malantaŭaj platoj por ĉi tiuj celoj estas faritaj el aluminio kun la altaj purecaj materialoj por deponejo, kiel tantalo, kupro, titanio, tungsteno aŭ 99.9999% pura aluminio, ligitaj al ilia surfaco. Fotoelektra aŭ kemia gravuraĵo de la konduktiva surfaco de la substrato kreas la mikroskopajn cirkvitajn padronojn uzitajn en la funkcio de duonkonduktaĵo.
La plej ofta aluminia alojo en semikonduktaĵa prilaborado estas 6061. Por certigi la plej bonan agadon de la alojo, ĝenerale protekta anodizita tavolo aplikiĝos al la surfaco de la metalo, kiu akcelos la korodan reziston.
Ĉar ili estas tiaj precizaj aparatoj, korodo kaj aliaj problemoj devas esti kontrolataj proksime. Pluraj faktoroj estis trovitaj kontribui al korodo en semikonduktaĵaj aparatoj, ekzemple enpakante ilin en plasto.