HALFGELEIDER
Wat is een halfgeleider?
Een halfgeleiderapparaat is een elektronische component die elektrische geleiding gebruikt, maar eigenschappen heeft die tussen die van een geleider zijn, bijvoorbeeld koper, en die van een isolator, zoals glas. Deze apparaten gebruiken elektrische geleiding in de vaste toestand in tegenstelling tot in de gasvormige toestand of thermionische emissie in een vacuüm, en ze hebben vacuümbuizen vervangen in de meeste moderne toepassingen.
Het meest voorkomende gebruik van halfgeleiders is in geïntegreerde circuitchips. Onze moderne computerapparatuur, inclusief mobiele telefoons en tablets, kunnen miljarden kleine halfgeleiders bevatten die zijn samengevoegd op enkele chips die allemaal met elkaar zijn verbonden op een enkele halfgeleiderwafer.
De geleidbaarheid van een halfgeleider kan op verschillende manieren worden gemanipuleerd, zoals door een elektrisch of magnetisch veld te introduceren, door het bloot te stellen aan licht of warmte, of vanwege de mechanische vervorming van een gedoteerd monokristallijn siliciumrooster. Hoewel de technische verklaring vrij gedetailleerd is, is de manipulatie van halfgeleiders wat onze huidige digitale revolutie mogelijk heeft gemaakt.
Hoe wordt aluminium gebruikt in halfgeleiders?
Aluminium heeft veel eigenschappen die het een primaire keuze maken voor gebruik in halfgeleiders en microchips. Aluminium heeft bijvoorbeeld superieure hechting aan siliciumdioxide, een belangrijk onderdeel van halfgeleiders (dit is waar Silicon Valley zijn naam kreeg). Het zijn elektrische eigenschappen, namelijk dat het een lage elektrische weerstand heeft en zorgt voor uitstekende contact met draadbindingen, zijn een ander voordeel van aluminium. Ook belangrijk is dat het gemakkelijk is om aluminium te structureren in droge etsprocessen, een cruciale stap in het maken van halfgeleiders. Terwijl andere metalen, zoals koper en zilver, een betere corrosieweerstand en elektrische taaiheid bieden, zijn ze ook veel duurder dan aluminium.
Een van de meest voorkomende toepassingen voor aluminium bij de productie van halfgeleiders is bezig met sputtertechnologie. De dunne gelaagdheid van nanodiktes van hoge zuiverheidsmetalen en silicium in microprocessorwafels wordt bereikt door een proces van fysieke dampafzetting die bekend staat als sputteren. Materiaal wordt uit een doelwit uitgeworpen en afgezet op een substraatlaag van silicium in een vacuümkamer die is gevuld met gas om de procedure te vergemakkelijken; Meestal een inert gas zoals argon.
De achtergrondplaten voor deze doelen zijn gemaakt van aluminium met de hoge zuiverheidsmaterialen voor depositie, zoals tantaal, koper, titanium, wolfraam of 99.9999% zuiver aluminium, verbonden aan hun oppervlak. Foto -elektrische of chemische etsen van het geleidende oppervlak van het substraat creëert de microscopische circuitpatronen die worden gebruikt in de functie van de halfgeleider.
De meest voorkomende aluminiumlegering in de verwerking van halfgeleiders is 6061. Om de beste prestaties van de legering te garanderen, zal over het algemeen een beschermende geanodiseerde laag worden toegepast op het oppervlak van het metaal, wat de corrosieweerstand zal stimuleren.
Omdat het zulke precieze apparaten zijn, moeten corrosie en andere problemen nauwlettend worden gevolgd. Er zijn verschillende factoren gevonden die bijdragen aan corrosie in halfgeleiderapparaten, bijvoorbeeld in plastic.