ЩО ТАКЕ НАПІВПРОВІДНИК?
Напівпровідниковий прилад — це електронний компонент, який використовує електропровідність, але має характеристики, що знаходяться між характеристиками провідника, наприклад, міді, та характеристиками ізолятора, такого як скло. Ці пристрої використовують електропровідність у твердому стані, на відміну від газоподібного стану або термоелектронної емісії у вакуумі, і вони замінили вакуумні лампи в більшості сучасних застосувань.
Найпоширеніше використання напівпровідників — це в інтегральних схемах. Наші сучасні обчислювальні пристрої, включаючи мобільні телефони та планшети, можуть містити мільярди крихітних напівпровідників, об'єднаних на окремих кристалах, усі з'єднані між собою на одній напівпровідниковій пластині.
Провідність напівпровідника можна змінювати кількома способами, наприклад, шляхом введення електричного або магнітного поля, впливу світла чи тепла, або шляхом механічної деформації легованої монокристалічної кремнієвої сітки. Хоча технічне пояснення досить детальне, саме маніпуляції з напівпровідниками зробили можливою нашу нинішню цифрову революцію.
ЯК АЛЮМІНІЙ ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ В НАПІВПРОВІДНИКАХ?
Алюміній має багато властивостей, які роблять його основним вибором для використання в напівпровідниках та мікрочіпах. Наприклад, алюміній має чудову адгезію до діоксиду кремнію, основного компонента напівпровідників (саме звідси Кремнієва долина й отримала свою назву). Його електричні властивості, а саме низький електричний опір і забезпечення чудового контакту з дротовими з'єднаннями, є ще однією перевагою алюмінію. Також важливим є те, що алюміній легко структурувати в процесах сухого травлення, що є вирішальним кроком у виробництві напівпровідників. Хоча інші метали, такі як мідь і срібло, пропонують кращу корозійну стійкість та електричну міцність, вони також набагато дорожчі за алюміній.
Одним із найпоширеніших застосувань алюмінію у виробництві напівпровідників є технологія напилення. Тонке нанесення наношарів високочистих металів і кремнію на пластини мікропроцесорів здійснюється за допомогою процесу фізичного осадження з парової фази, відомого як напилення. Матеріал викидається з мішені та осаджується на шар кремнію-підкладки у вакуумній камері, заповненій газом для полегшення процедури; зазвичай це інертний газ, такий як аргон.
Опорні пластини для цих мішеней виготовлені з алюмінію, на поверхню якого нанесені високочисті матеріали для осадження, такі як тантал, мідь, титан, вольфрам або алюміній чистотою 99,9999%. Фотоелектричне або хімічне травлення провідної поверхні підкладки створює мікроскопічні схеми, що використовуються у функції напівпровідника.
Найпоширенішим алюмінієвим сплавом у обробці напівпровідників є 6061. Для забезпечення найкращих характеристик сплаву на поверхню металу зазвичай наносять захисний анодований шар, який підвищує стійкість до корозії.
Оскільки це такі точні пристрої, корозія та інші проблеми потребують ретельного контролю. Було виявлено кілька факторів, які сприяють корозії напівпровідникових приладів, наприклад, їх упаковка в пластик.