Kaj je polprevodnik?
Polprevodniška naprava je elektronska komponenta, ki uporablja električno prevodnost, vendar ima lastnosti, ki so med lastnostjo prevodnika, na primer bakra, in izolator, kot je steklo. Te naprave uporabljajo električno prevodnost v trdnem stanju, v nasprotju s plinasto ali termionsko emisijo v vakuumu in so v veči sodobnih aplikacijah zamenjale vakuumske cevi.
Najpogostejša uporaba polprevodnikov je v integriranih vezjih. Naše sodobne računalniške naprave, vključno z mobilnimi telefoni in tabličnimi računalniki, lahko vsebujejo milijarde drobnih polprevodnikov, ki so združeni na posameznih čipov, ki so vsi medsebojno povezani na enem samem polprevodniškem rezini.
Prevodnost polprevodnika lahko manipuliramo na več načinov, na primer z uvedbo električnega ali magnetnega polja, tako da ga izpostavimo svetlobi ali vročini ali zaradi mehanske deformacije dopiranega monokristalnega silicijevega omrežja. Medtem ko je tehnična razlaga precej podrobna, je manipulacija polprevodnikov tisto, kar je omogočilo našo trenutno digitalno revolucijo.
Kako se aluminij uporablja v polprevodnikih?
Aluminij ima veliko lastnosti, zaradi katerih je glavna izbira za uporabo v polprevodnikih in mikročipih. Na primer, aluminij ima vrhunsko oprijem silicijevega dioksida, glavnega sestavnega dela polprevodnikov (tu je Silicijeva dolina dobila ime). Električne lastnosti, in sicer, da ima nizko električno odpornost in omogoča odličen stik z žičnimi vezmi, so še ena prednost aluminija. Pomembno je tudi, da je v procesih suhega jedka enostavno strukturirati aluminij, kar je ključni korak pri izdelavi polprevodnikov. Medtem ko druge kovine, kot sta baker in srebro, nudijo boljšo korozijsko odpornost in električno žilavost, so tudi veliko dražje od aluminija.
Ena najpogostejših aplikacij za aluminij pri izdelavi polprevodnikov je v procesu tehnologije za brizganje. Tanka plast nano debeline kovin in silicija v mikroprocesorskih reziščih se izvede s postopkom fizičnega odlaganja hlapov, znanega kot brizganje. Material je izpuščen iz cilja in ga odloži na podlagi silicijevega sloja v vakuumski komori, ki je bila napolnjena s plinom, da bi olajšala postopek; Običajno inertni plin, kot je argon.
Podloge za te tarče so narejene iz aluminija z visoko čistostjo materialov za odlaganje, kot so Tantalum, baker, titani, volfram ali 99.9999% čisti aluminij, vezan na njihovo površino. Fotoelektrično ali kemično jedkanje prevodne površine substrata ustvarja vzorce mikroskopskega vezja, ki se uporabljajo v funkciji polprevodnika.
Najpogostejša aluminijasta zlitina pri predelavi polprevodnikov je 6061. Da bi zagotovili najboljše zmogljivosti zlitine, se na površino kovine na splošno nanese zaščitna anodizirana plast, ki bo povečala korozijsko odpornost.
Ker gre za tako natančne naprave, je treba natančno spremljati korozijo in druge težave. Ugotovljeno je bilo, da v polprevodniških napravah prispeva več dejavnikov, ki prispevajo k koroziji, na primer pakirajo v plastiko.