Chất bán dẫn
Chất bán dẫn là gì?
Một thiết bị bán dẫn là một thành phần điện tử sử dụng dẫn điện nhưng có các đặc điểm nằm ở giữa một dây dẫn, ví dụ như đồng và chất cách điện, như thủy tinh. Các thiết bị này sử dụng dẫn điện ở trạng thái rắn trái ngược với trạng thái khí hoặc phát xạ nhiệt trong chân không và chúng đã thay thế các ống chân không trong hầu hết các ứng dụng hiện đại.
Việc sử dụng phổ biến nhất của chất bán dẫn là trong các chip mạch tích hợp. Các thiết bị điện toán hiện đại của chúng tôi, bao gồm điện thoại di động và máy tính bảng, có thể chứa hàng tỷ chất bán dẫn nhỏ được tham gia trên các chip đơn lẻ được kết nối với nhau trên một wafer bán dẫn duy nhất.
Độ dẫn điện của chất bán dẫn có thể được điều khiển theo nhiều cách, chẳng hạn như bằng cách giới thiệu một điện trường hoặc từ tính, bằng cách phơi nó ra ánh sáng hoặc nhiệt, hoặc do biến dạng cơ học của lưới silicon đơn tinh thể pha tạp. Trong khi giải thích kỹ thuật khá chi tiết, sự thao túng của chất bán dẫn là những gì đã làm cho cuộc cách mạng kỹ thuật số hiện tại của chúng ta có thể.
Nhôm được sử dụng như thế nào trong chất bán dẫn?
Nhôm có nhiều tính chất làm cho nó trở thành lựa chọn chính để sử dụng trong chất bán dẫn và vi mạch. Ví dụ, nhôm có độ bám dính vượt trội với silicon dioxide, một thành phần chính của chất bán dẫn (đây là nơi Thung lũng Silicon có tên của nó). Đó là tính chất điện, cụ thể là nó có điện trở thấp và giúp tiếp xúc tuyệt vời với liên kết dây, là một lợi ích khác của nhôm. Cũng quan trọng là nó dễ dàng cấu trúc nhôm trong các quá trình khắc khô, một bước quan trọng trong việc tạo ra chất bán dẫn. Trong khi các kim loại khác, như đồng và bạc, cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt hơn và độ bền bằng điện, chúng cũng đắt hơn nhiều so với nhôm.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất cho nhôm trong sản xuất chất bán dẫn là trong quá trình công nghệ phun. Sự phân lớp mỏng của độ dày nano của kim loại tinh khiết cao và silicon trong các tấm cobroprocessor được thực hiện thông qua một quá trình lắng đọng hơi vật lý được gọi là phun. Vật liệu được đẩy ra từ một mục tiêu và lắng đọng trên một lớp chất nền của silicon trong buồng chân không đã được lấp đầy bằng khí để giúp tạo điều kiện cho thủ tục; thường là một loại khí trơ như argon.
Các tấm nền cho các mục tiêu này được làm bằng nhôm với các vật liệu có độ tinh khiết cao để lắng đọng, như tantalum, đồng, titan, vonfram hoặc 99,9999% nhôm tinh khiết, liên kết với bề mặt của chúng. Khắc quang điện hoặc hóa học của bề mặt dẫn điện của chất nền tạo ra các mẫu mạch siêu nhỏ được sử dụng trong chức năng của chất bán dẫn.
Hợp kim nhôm phổ biến nhất trong xử lý chất bán dẫn là 6061. Để đảm bảo hiệu suất tốt nhất của hợp kim, thường là lớp anod hóa bảo vệ sẽ được áp dụng cho bề mặt của kim loại, sẽ tăng khả năng chống ăn mòn.
Bởi vì chúng là các thiết bị chính xác như vậy, ăn mòn và các vấn đề khác phải được theo dõi chặt chẽ. Một số yếu tố đã được tìm thấy góp phần ăn mòn trong các thiết bị bán dẫn, ví dụ đóng gói chúng trong nhựa.