MI AZ A FÉLVEZETŐ?
A félvezető eszköz olyan elektronikus alkatrész, amely elektromos vezetést használ, de jellemzői a vezető (például réz) és a szigetelő (például üveg) között vannak. Ezek az eszközök szilárd halmazállapotú elektromos vezetést használnak, nem gázhalmazállapotban vagy termikus emissziót vákuumban, 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 egyetlen chipen, amelyek mindegyike egyetlen félvezető lapkán van összekapcsolva.
A félvezető vezetőképességét többféleképpen is lehet manipulálni, például elektromos vagy mágneses mező bevezetésével, fénynek vagy hőnek kitéve, vagy adalékolt monokristályos szilícium rács mechanikai deformációjával. Míg a technikai magyarázat meglehetősen részletes, a félvezetők manipulálása tette lehetővé jelenlegi digitális forradalmunkat.
HOGYAN ALKALMAZHATÓ AZ ALUMÍNIUM FÉLVEZETÉSBEN?
Az alumíniumnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek elsődleges választássá teszik félvezetőkben és mikrochipekben történő felhasználásra. Például az alumínium kiválóan tapad a szilícium-dioxidhoz, amely a félvezetők egyik fő alkotóeleme (innen kapta a Szilícium-völgy a nevét). Az alumínium másik előnye az elektromos tulajdonságai, nevezetesen az, hogy alacsony az elektromos ellenállása, és kiváló érintkezést biztosít a huzalkötésekkel. Szintén fontos, hogy könnyen strukturálható az alumínium száraz maratási eljárások során, ami döntő lépés a félvezetők előállításában. Míg más fémek, 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 folyamata. A nagy tisztaságú fémek és szilícium nanovastagságú vékony rétegezése a mikroprocesszoros lapkákban a porlasztásként ismert fizikai gőzleválasztási folyamaton keresztül valósul meg. Az anyagot kidobják a céltárgyból, és egy vákuumkamrában szilícium hordozórétegre helyezik, amelyet gázzal töltöttek meg, hogy megkönnyítsék az eljárást; általában inert gáz, például argon.
Ezeknek a céloknak a hátlapjai alumíniumból készülnek, és a felületükhöz ragasztják a nagy tisztaságú anyagokat, mint például a tantál, réz, titán, volfrám vagy 99,9999%-os tisztaságú alumínium. A hordozó vezető felületének fotoelektromos vagy kémiai maratása létrehozza a félvezető funkciójában használt mikroszkopikus áramköri mintákat.
A félvezető feldolgozásban a legelterjedtebb alumíniumötvözet a 6061. Az ötvözet legjobb teljesítményének biztosítása érdekében általában eloxált védőréteget visznek fel a fém felületére, ami növeli a korrózióállóságot.
Mivel nagyon precíz eszközökről van szó, a korróziót és egyéb problémákat szorosan figyelemmel kell kísérni. Számos tényezőt találtak, amelyek hozzájárulnak a félvezető eszközök korróziójához, például műanyagba csomagolva azokat.