KAJ JE POLPREVODNIK?
Polprevodniška naprava je elektronska komponenta, ki uporablja električno prevodnost, vendar ima lastnosti, ki so med lastnostmi prevodnika, na primer bakra, in lastnostmi izolatorja, na primer stekla. Te naprave uporabljajo električno prevodnost v trdnem stanju v nasprotju s plinastim stanjem ali termionsko emisijo v vakuumu in so v večini sodobnih aplikacij nadomestile vakuumske cevi.
Najpogostejša uporaba polprevodnikov je v integriranih vezjih. Naše sodobne računalniške naprave, vključno z mobilnimi telefoni in tablicami, lahko vsebujejo milijarde drobnih polprevodnikov, združenih na posameznih čipih, ki so vsi med seboj povezani na eni polprevodniški rezini.
Prevodnost polprevodnika je mogoče spreminjati na več načinov, na primer z uvedbo električnega ali magnetnega polja, z izpostavljanjem svetlobi ali toploti ali z mehansko deformacijo dopirane monokristalne silicijeve mreže. Čeprav je tehnična razlaga precej podrobna, je prav manipulacija polprevodnikov omogočila našo sedanjo digitalno revolucijo.
KAKO SE ALUMINJ UPORABLJA V POLPREVODNIKIH?
Aluminij ima številne lastnosti, zaradi katerih je glavna izbira za uporabo v polprevodnikih in mikročipih. Aluminij ima na primer odličen oprijem na silicijev dioksid, glavno sestavino polprevodnikov (od tod je Silicijeva dolina dobila ime). Njegove električne lastnosti, in sicer nizka električna upornost in odličen stik z žičnimi vezmi, so še ena prednost aluminija. Pomembno je tudi, da je aluminij enostavno strukturirati s postopki suhega jedkanja, kar je ključni korak pri izdelavi polprevodnikov. Medtem ko druge kovine, kot sta baker in srebro, ponujajo boljšo odpornost proti koroziji in električno žilavost, so tudi veliko dražje od aluminija.
Ena najpogostejših uporab aluminija pri izdelavi polprevodnikov je v procesu naprševanja. Tanko nanos nanodebelih visoko čistih kovin in silicija v mikroprocesorske rezine se doseže s postopkom fizičnega nanašanja s paro, znanim kot naprševanje. Material se izvrže iz tarče in nanese na substratno plast silicija v vakuumski komori, ki je napolnjena s plinom, da se olajša postopek; običajno inertni plin, kot je argon.
Nosilne plošče za te tarče so izdelane iz aluminija, na njihovo površino pa so naneseni visoko čisti materiali za nanašanje, kot so tantal, baker, titan, volfram ali 99,9999 % čisti aluminij. Fotoelektrično ali kemično jedkanje prevodne površine substrata ustvarja mikroskopske vzorce vezij, ki se uporabljajo v delovanju polprevodnika.
Najpogostejša aluminijeva zlitina pri obdelavi polprevodnikov je 6061. Za zagotovitev najboljše učinkovitosti zlitine se na površino kovine običajno nanese zaščitna eloksirana plast, ki poveča odpornost proti koroziji.
Ker gre za tako natančne naprave, je treba korozijo in druge težave skrbno spremljati. Ugotovljeno je bilo, da k koroziji polprevodniških naprav prispeva več dejavnikov, na primer njihova embalaža v plastiko.