अर्धचालक
अर्धचालक क्या है?
सेमीकंडक्टर उपकरण एक इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो विद्युत चालन का उपयोग करता है लेकिन इसमें ऐसे गुण होते हैं जो एक कंडक्टर के बीच होते हैं, उदाहरण के लिए तांबा, और एक इन्सुलेटर, जैसे कांच। ये उपकरण गैसीय अवस्था या निर्वात में थर्मिओनिक उत्सर्जन के विपरीत ठोस अवस्था में विद्युत संचालन का उपयोग करते हैं, और उन्होंने अधिकांश आधुनिक अनुप्रयोगों में वैक्यूम ट्यूबों का स्थान ले लिया है।
अर्धचालकों का सबसे आम उपयोग एकीकृत सर्किट चिप्स में होता है। मोबाइल फोन और टैबलेट सहित हमारे आधुनिक कंप्यूटिंग उपकरणों में एकल चिप्स पर जुड़े अरबों छोटे अर्धचालक शामिल हो सकते हैं, जो सभी एक ही अर्धचालक वेफर पर परस्पर जुड़े हुए हैं।
अर्धचालक की चालकता को कई तरीकों से हेरफेर किया जा सकता है, जैसे कि विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र को पेश करके, इसे प्रकाश या गर्मी के संपर्क में लाकर, या डोप्ड मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन ग्रिड के यांत्रिक विरूपण के कारण। जबकि तकनीकी व्याख्या काफी विस्तृत है, अर्धचालकों के हेरफेर ने ही हमारी वर्तमान डिजिटल क्रांति को संभव बनाया है।
सेमीकंडक्टर में एल्युमीनियम का उपयोग कैसे किया जाता है?
एल्युमीनियम में कई गुण हैं जो इसे अर्धचालक और माइक्रोचिप्स में उपयोग के लिए प्राथमिक विकल्प बनाते हैं। उदाहरण के लिए, एल्युमीनियम में सिलिकॉन डाइऑक्साइड, अर्धचालकों का एक प्रमुख घटक (यही वह जगह है जहां से सिलिकॉन वैली को इसका नाम मिला) से बेहतर आसंजन होता है। इसके विद्युत गुण, अर्थात् इसमें कम विद्युत प्रतिरोध होता है और तार बंधनों के साथ उत्कृष्ट संपर्क बनाता है, एल्यूमीनियम का एक और लाभ है। यह भी महत्वपूर्ण है कि शुष्क ईच प्रक्रियाओं में एल्युमीनियम की संरचना करना आसान है, जो अर्धचालक बनाने में एक महत्वपूर्ण कदम है। जबकि अन्य धातुएं, जैसे तांबा और चांदी, बेहतर संक्षारण प्रतिरोध और विद्युत क्रूरता प्रदान करती हैं, वे एल्यूमीनियम की तुलना में बहुत अधिक महंगी हैं।
अर्धचालकों के निर्माण में एल्युमीनियम के सबसे प्रचलित अनुप्रयोगों में से एक स्पटरिंग तकनीक की प्रक्रिया है। माइक्रोप्रोसेसर वेफर्स में उच्च शुद्धता वाली धातुओं और सिलिकॉन की नैनो मोटाई की पतली परत को भौतिक वाष्प जमाव की प्रक्रिया के माध्यम से पूरा किया जाता है जिसे स्पटरिंग के रूप में जाना जाता है। सामग्री को एक लक्ष्य से बाहर निकाला जाता है और एक निर्वात कक्ष में सिलिकॉन की सब्सट्रेट परत पर जमा किया जाता है जिसे प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने में मदद करने के लिए गैस से भर दिया गया है; आमतौर पर आर्गन जैसी अक्रिय गैस।
इन लक्ष्यों के लिए बैकिंग प्लेटें एल्यूमीनियम से बनी होती हैं, जिनमें जमाव के लिए उच्च शुद्धता वाली सामग्री होती है, जैसे टैंटलम, तांबा, टाइटेनियम, टंगस्टन या 99.9999% शुद्ध एल्यूमीनियम, जो उनकी सतह से जुड़ी होती हैं। सब्सट्रेट की प्रवाहकीय सतह की फोटोइलेक्ट्रिक या रासायनिक नक़्क़ाशी अर्धचालक के कार्य में उपयोग किए जाने वाले सूक्ष्म सर्किटरी पैटर्न बनाती है।
सेमीकंडक्टर प्रसंस्करण में सबसे आम एल्यूमीनियम मिश्र धातु 6061 है। मिश्र धातु के सर्वोत्तम प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए, आम तौर पर धातु की सतह पर एक सुरक्षात्मक एनोडाइज्ड परत लगाई जाएगी, जो संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ावा देगी।
क्योंकि वे इतने सटीक उपकरण हैं, जंग और अन्य समस्याओं की बारीकी से निगरानी की जानी चाहिए। सेमीकंडक्टर उपकरणों में संक्षारण में योगदान देने वाले कई कारक पाए गए हैं, उदाहरण के लिए उन्हें प्लास्टिक में पैक करना।