KAS YRA PUSLAIDININKAS?
Puslaidininkinis įtaisas yra elektroninis komponentas, kuris naudoja elektros laidumą, tačiau turi savybių, esančių tarp laidininko, pavyzdžiui, vario, ir izoliatoriaus, pavyzdžiui, stiklo, savybių. Šie prietaisai naudoja elektros laidumą kietoje būsenoje, o ne dujinėje būsenoje arba terminę emisiją vakuume, ir jie pakeitė vakuuminius vamzdžius daugelyje šiuolaikinių programų.
Dažniausiai puslaidininkiai naudojami integrinių grandynų lustuose. Mūsų šiuolaikiniuose skaičiavimo įrenginiuose, įskaitant mobiliuosius telefonus ir planšetinius kompiuterius, gali būti milijardai mažyčių puslaidininkių, sujungtų viename luste, sujungtų vienoje puslaidininkinėje plokštelėje.
Puslaidininkio laidumu galima manipuliuoti keliais būdais, pvz., įvedant elektrinį ar magnetinį lauką, veikiant jį šviesa ar šiluma arba dėl mechaninės deformacijos legiruoto monokristalinio silicio tinklelio. Nors techninis paaiškinimas yra gana išsamus, manipuliavimas puslaidininkiais yra tai, kas padarė mūsų dabartinę skaitmeninę revoliuciją įmanoma.
KAIP ALUMINIAS NAUDOJAMAS PUSLAIDINNIUOSE?
Aliuminis turi daug savybių, todėl jis yra pagrindinis pasirinkimas naudoti puslaidininkiuose ir mikroschemose. Pavyzdžiui, aliuminis puikiai sukimba su silicio dioksidu, pagrindiniu puslaidininkių komponentu (iš čia ir kilo Silicio slėnio pavadinimas). Kitas aliuminio privalumas yra jo elektrinės savybės, būtent maža elektrinė varža ir puikus kontaktas su vielos jungtimis. Taip pat svarbu, kad aliuminį lengva struktūrizuoti sausojo ėsdinimo procesuose, o tai yra esminis žingsnis gaminant puslaidininkius. Nors kiti metalai, tokie kaip varis ir sidabras, pasižymi geresniu atsparumu korozijai ir elektriniu atsparumu, jie taip pat yra daug brangesni nei aliuminis.
Vienas iš labiausiai paplitusių aliuminio panaudojimo būdų puslaidininkių gamyboje yra purškimo technologija. Plonas nano storio didelio grynumo metalų ir silicio sluoksniavimas mikroprocesoriaus plokštelėse pasiekiamas fizinio nusodinimo garais procesu, žinomu kaip purškimas. Medžiaga išstumiama iš taikinio ir nusodinama ant pagrindo silicio sluoksnio vakuuminėje kameroje, kuri buvo užpildyta dujomis, kad būtų lengviau atlikti procedūrą; dažniausiai inertinės dujos, tokios kaip argonas.
Šių taikinių atraminės plokštės yra pagamintos iš aliuminio, o prie jų paviršiaus yra pritvirtintos didelio grynumo medžiagos, skirtos nusodinimui, pavyzdžiui, tantalas, varis, titanas, volframas arba 99,9999 % gryno aliuminio. Fotoelektrinis arba cheminis pagrindo laidžiojo paviršiaus ėsdinimas sukuria mikroskopinius grandinės modelius, naudojamus puslaidininkio funkcijoje.
Labiausiai paplitęs aliuminio lydinys puslaidininkių apdirbime yra 6061. Siekiant užtikrinti geriausią lydinio veikimą, paprastai ant metalo paviršiaus bus padengtas apsauginis anoduotas sluoksnis, kuris padidins atsparumą korozijai.
Kadangi tai tokie tikslūs įrenginiai, reikia atidžiai stebėti koroziją ir kitas problemas. Nustatyta, kad puslaidininkinių įtaisų koroziją skatina keli veiksniai, pavyzdžiui, jų pakavimas į plastiką.