Kas yra puslaidininkis?
Puslaidininkių įtaisas yra elektroninis komponentas, naudojantis elektros laidumą, tačiau pasižymi bruožais, kurie yra tarp laidininko, pavyzdžiui, vario, ir izoliatoriaus, pavyzdžiui, stiklo. Šie prietaisai naudoja elektros laidumą kietoje būsenoje, o ne dujinėje būsenoje arba termioninėje emisijoje vakuume, ir jie pakeitė vakuuminius vamzdelius moderniausiomis programomis.
Dažniausias puslaidininkių naudojimas yra integruotose grandinės lustuose. Mūsų šiuolaikiniuose skaičiavimo įrenginiuose, įskaitant mobiliuosius telefonus ir planšetinius kompiuterius, gali būti milijardų mažų puslaidininkių, sujungtų ant vieno lustų, sujungtų su vienu puslaidininkio plokštele.
Puslaidininko laidumą galima manipuliuoti keliais būdais, pavyzdžiui, įvedant elektrinį ar magnetinį lauką, atskleidžiant jį šviesoje ar šilumoje arba dėl mechaninės dopuotos monokristalinio silicio tinklelio deformacijos. Nors techninis paaiškinimas yra gana išsamus, manipuliavimas puslaidininkiais yra tai, kas leido mūsų dabartinei skaitmeninei revoliucijai.
Kaip aliuminis naudojamas puslaidininkiuose?
Aliuminis pasižymi daugybe savybių, dėl kurių jis yra pagrindinis pasirinkimas naudoti puslaidininkiuose ir mikroschemose. Pavyzdžiui, aliuminis turi puikų sukibimą su silicio dioksidu, pagrindiniu puslaidininkių komponentu (štai kur Silicio slėnis gavo savo pavadinimą). Tai yra elektrinės savybės, būtent tai, kad jis turi mažą atsparumą elektriniam atsparumui ir puikiai kontaktuoja su vielos jungtimis, yra dar vienas aliuminio pranašumas. Taip pat svarbu tai, kad nesunku susisteminti aliuminį sausuose ėsdinimo procesuose, tai yra esminis žingsnis kuriant puslaidininkius. Nors kiti metalai, tokie kaip varis ir sidabras, pasižymi geresniu atsparumu korozijai ir elektriniam tvirtumui, jie taip pat yra daug brangesni nei aliuminio.
Viena iš labiausiai paplitusių aliuminio programų gaminant puslaidininkius yra dulkinimo technologijos procesas. Plonas aukšto grynumo metalų ir silicio nano storio sluoksniavimas mikroprocesoriuose atliekamas atliekant fizinio garų nusėdimo procesą, vadinamą dulkinimu. Medžiaga išmetama iš taikinio ir nusėda ant substrato sluoksnio silicio sluoksnio vakuuminėje kameroje, užpildytoje dujomis, kad padėtų palengvinti procedūrą; Paprastai inertinės dujos, tokios kaip argonas.
Šių taikinių atraminės plokštelės yra pagamintos iš aliuminio su dideliu grynumo medžiagomis nusėdimui, tokioms kaip tantalumas, vario, titano, volframo arba 99,9999% gryno aliuminio, sujungtas su jų paviršiumi. Pagrindo laidžiojo paviršiaus fotoelektrinis ar cheminis ėsdinimas sukuria mikroskopinių grandinių modelius, naudojamus puslaidininkio funkcijoje.
Dažniausias aliuminio lydinys puslaidininkių apdorojime yra 6061. Norėdami užtikrinti geriausią lydinio veikimą, paprastai apsauginis anoduotas sluoksnis bus pritaikytas metalo paviršiui, kuris padidins atsparumą korozijai.
Kadangi tai yra tokie tikslūs prietaisai, reikia atidžiai stebėti koroziją ir kitas problemas. Nustatyta, kad keli veiksniai prisideda prie korozijos puslaidininkiniuose prietaisuose, pavyzdžiui, supakuoja juos į plastiką.