КАКВО Е ПОЛУПРОВОДНИК?
Полупроводниковото устройство е електронен компонент, който използва електрическа проводимост, но има характеристики, които са между тези на проводник, например мед, и тези на изолатор, като например стъкло. Тези устройства използват електрическа проводимост в твърдо състояние, за разлика от газообразното състояние или термоемисията във вакуум, и са заменили вакуумните тръби в повечето съвременни приложения.
Най-честото приложение на полупроводниците е в интегралните схеми. Нашите съвременни изчислителни устройства, включително мобилни телефони и таблети, може да съдържат милиарди малки полупроводници, свързани в единични чипове, всички свързани помежду си върху една полупроводникова пластина.
Проводимостта на полупроводника може да се манипулира по няколко начина, например чрез въвеждане на електрическо или магнитно поле, чрез излагане на светлина или топлина, или чрез механична деформация на легирана монокристална силициева решетка. Макар техническото обяснение да е доста подробно, манипулирането на полупроводници е това, което направи възможна настоящата ни дигитална революция.
КАК СЕ ИЗПОЛЗВА АЛУМИНИЙ В ПОЛУПРОВОДНИЦИТЕ?
Алуминият има много свойства, които го правят основен избор за употреба в полупроводници и микрочипове. Например, алуминият има превъзходна адхезия към силициев диоксид, основен компонент на полупроводниците (оттук Силициевата долина е получила името си). Неговите електрически свойства, а именно ниското електрическо съпротивление и отличният контакт с проводниците, са друго предимство на алуминия. Важно е също, че алуминият е лесен за структуриране чрез процеси на сухо ецване, което е ключова стъпка в производството на полупроводници. Докато други метали, като мед и сребро, предлагат по-добра устойчивост на корозия и електрическа жилавост, те са и много по-скъпи от алуминия.
Едно от най-разпространените приложения на алуминия в производството на полупроводници е в процеса на разпрашване. Тънкото нанасяне на нанослоеве от високочисти метали и силиций в микропроцесорни пластини се осъществява чрез процес на физическо отлагане от пари, известен като разпрашване. Материалът се изхвърля от мишена и се отлага върху слой силиций във вакуумна камера, която е запълнена с газ, за да се улесни процедурата; обикновено инертен газ като аргон.
Опорните плочи за тези мишени са изработени от алуминий, като към повърхността им са свързани високочисти материали за отлагане, като тантал, мед, титан, волфрам или 99,9999% чист алуминий. Фотоелектрическото или химическо ецване на проводимата повърхност на субстрата създава микроскопичните схеми, използвани във функцията на полупроводника.
Най-разпространената алуминиева сплав в обработката на полупроводници е 6061. За да се осигури най-добра производителност на сплавта, обикновено върху повърхността на метала се нанася защитен анодизиран слой, който ще повиши устойчивостта на корозия.
Тъй като са толкова прецизни устройства, корозията и други проблеми трябва да се следят отблизо. Установени са няколко фактора, които допринасят за корозията в полупроводниковите устройства, например опаковането им в пластмаса.