Polovodič
Čo je polovodič?
Polovodičové zariadenie je elektronický komponent, ktorý využíva elektrické vedenie, ale má znaky, ktoré sú medzi nimi vodiča, napríklad meďou a komplexom izolátora, ako je napríklad sklo. Tieto zariadenia používajú elektrické vedenie v tuhom stave, na rozdiel od plynného stavu alebo termionickej emisie vo vákuu a nahradili vákuové trubice vo väčšine moderných aplikácií.
Najbežnejšie používanie polovodičov je v integrovaných okruhových čipoch. Naše moderné výpočtové zariadenia vrátane mobilných telefónov a tabliet môžu obsahovať miliardy malých polovodičov spojených na jednotlivých čipoch, ktoré sú prepojené na jednej polovodičovej oblátke.
Vodivosť polovodiča sa môže manipulovať niekoľkými spôsobmi, napríklad zavedením elektrického alebo magnetického poľa, jeho vystavením svetla alebo ohrievania, alebo v dôsledku mechanickej deformácie dopovanej monokryštalickej kremíkovej mriežky. Aj keď je technické vysvetlenie dosť podrobné, manipulácia s polovodičmi je to, čo umožnilo našu súčasnú digitálnu revolúciu.
Ako sa používa hliník v polovodičoch?
Hliník má veľa vlastností, vďaka ktorým je primárnou voľbou pre použitie v polovodičoch a mikročipov. Napríklad hliník má vynikajúcu adhéziu ako oxid kremíka, hlavná zložka polovodičov (tu získalo svoje meno Silicon Valley). Ide o elektrické vlastnosti, konkrétne to, že má nízky elektrický odpor a vytvára vynikajúci kontakt s drôtovými väzbami, je ďalšou výhodou hliníka. Dôležité je tiež, že je ľahké štruktúrovať hliník v procesoch suchého leptania, čo je rozhodujúci krok pri výrobe polovodičov. Zatiaľ čo iné kovy, napríklad meď a striebro, ponúkajú lepšiu odolnosť proti korózii a elektrickú húževnatosť, sú tiež oveľa drahšie ako hliník.
Jednou z najbežnejších aplikácií na hliník pri výrobe polovodičov je proces naprašovacej technológie. Tenké vrstvenie nano hrúbky kovov s vysokou čistotou a kremíka v mikroprocesorových doštičkách sa dosahuje procesom fyzikálneho ukladania pary známeho ako naprašovanie. Materiál sa vylučuje z cieľa a ukladá sa na substrátovú vrstvu kremíka vo vákuovej komore, ktorá bola naplnená plynom, aby pomohla uľahčiť postup; Zvyčajne inertný plyn, ako je argón.
Podložné platne pre tieto ciele sú vyrobené z hliníka s materiálmi s vysokou čistotou na ukladanie, ako je tantalum, meď, titán, volfrám alebo 99,9999% čistý hliník, ktorý je spojený s ich povrchom. Fotoelektrické alebo chemické leptanie vodivého povrchu substrátu vytvára mikroskopické vzory obvodov používané vo funkcii polovodiča.
Najbežnejšou zliatinou hliníka v polovodičovom spracovaní je 6061. Na zabezpečenie toho najlepšieho výkonu zliatiny sa na povrch kovu aplikuje všeobecne ochranná eloxovaná vrstva, ktorá zvýši odolnosť proti korózii.
Pretože ide o také presné zariadenia, je potrebné dôkladne monitorovať koróziu a ďalšie problémy. Zistilo sa, že niekoľko faktorov prispieva k korózii v polovodičových zariadeniach, napríklad ich balenie v plastu.