MI AZ A FÉLVEZETŐ?
A félvezető eszköz egy olyan elektronikus alkatrész, amely elektromos vezetést használ, de olyan tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek egy vezető, például a réz, és egy szigetelő, például az üveg tulajdonságai között vannak. Ezek az eszközök szilárd állapotban használják az elektromos vezetést a gáznemű állapottal vagy a vákuumban lévő termikus emisszióval szemben, és a legtöbb modern alkalmazásban felváltották a vákuumcsöveket.
A félvezetőket leggyakrabban integrált áramköri chipekben használják. Modern számítástechnikai eszközeink, beleértve a mobiltelefonokat és a táblagépeket is, több milliárd apró félvezetőt tartalmazhatnak, amelyek egyetlen chipen vannak összekapcsolva, és mindegyik egyetlen félvezető lapkán van összekapcsolva.
Egy félvezető vezetőképessége többféleképpen is manipulálható, például elektromos vagy mágneses tér bevezetésével, fény vagy hő hatásának kitéve, vagy egy adalékolt monokristályos szilíciumrács mechanikai deformációjával. Bár a technikai magyarázat meglehetősen részletes, a félvezetők manipulálása tette lehetővé a jelenlegi digitális forradalmunkat.
HOGYAN HASZNÁLJÁK AZ ALUMÍNIUMOT FÉLVEZETŐKBEN?
Az alumínium számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amelyek miatt elsődleges választás a félvezetőkben és mikrochipekben való felhasználásra. Például az alumínium kiválóan tapad a szilícium-dioxidhoz, a félvezetők egyik fő alkotóeleméhez (innen kapta a Szilícium-völgy a nevét). Elektromos tulajdonságai, nevezetesen az alacsony elektromos ellenállása és a kiváló érintkezés a huzalkötésekkel, az alumínium további előnyei. Fontos az is, hogy az alumínium könnyen strukturálható száraz maratási eljárásokkal, ami kulcsfontosságú lépés a félvezetők előállításában. Míg más fémek, mint például a réz és az ezüst, jobb korrózióállóságot és elektromos szívósságot kínálnak, sokkal drágábbak is, mint az alumínium.
Az alumínium egyik legelterjedtebb alkalmazása a félvezetők gyártásában a porlasztásos technológia. A nagy tisztaságú fémek és szilícium nanorétegeinek vékony rétegezése a mikroprocesszor-lapkákban fizikai gőzfázisú leválasztással, más néven porlasztással történik. Az anyagot egy céltárgyból dobják ki, és egy vákuumkamrában, amelyet gázzal töltöttek meg az eljárás megkönnyítése érdekében; általában inert gázzal, például argonnal.
Ezen céltárgyak hátlapjai alumíniumból készülnek, felületükre pedig nagy tisztaságú leválasztási anyagokat, például tantált, rezet, titánt, volfrámot vagy 99,9999%-os tisztaságú alumíniumot ragasztanak. Az aljzat vezető felületének fotoelektromos vagy kémiai maratása hozza létre a félvezető működésében használt mikroszkopikus áramköri mintázatokat.
A félvezetőgyártásban leggyakrabban használt alumíniumötvözet a 6061. Az ötvözet legjobb teljesítményének biztosítása érdekében általában egy védő eloxált réteget visznek fel a fém felületére, ami növeli a korrózióállóságot.
Mivel ezek ilyen precíz eszközök, a korróziót és más problémákat szorosan ellenőrizni kell. Számos tényezőt találtak, amelyek hozzájárulnak a félvezető eszközök korróziójához, például a műanyag csomagolásuk.