KAS YRA PUSLAIDININKAS?
Puslaidininkinis įtaisas yra elektroninis komponentas, kuris naudoja elektros laidumą, tačiau turi savybių, kurios yra tarp laidininko, pavyzdžiui, vario, ir izoliatoriaus, pavyzdžiui, stiklo, savybių. Šie įtaisai naudoja elektros laidumą kietoje būsenoje, o ne dujinėje būsenoje arba termioninę emisiją vakuume, ir daugumoje šiuolaikinių pritaikymų pakeitė vakuuminius vamzdelius.
Dažniausiai puslaidininkiai naudojami integrinių grandynų lustuose. Mūsų šiuolaikiniai skaičiavimo įrenginiai, įskaitant mobiliuosius telefonus ir planšetinius kompiuterius, gali turėti milijardus mažyčių puslaidininkių, sujungtų į vienus lustus, kurie visi yra tarpusavyje susiję vienoje puslaidininkinėje plokštelėje.
Puslaidininkio laidumą galima manipuliuoti keliais būdais, pavyzdžiui, sukuriant elektrinį arba magnetinį lauką, veikiant jį šviesa ar šiluma arba mechaniškai deformuojant legiruotą monokristalinį silicio tinklelį. Nors techninis paaiškinimas yra gana išsamus, puslaidininkių manipuliavimas yra tai, kas įgalino dabartinę skaitmeninę revoliuciją.
KAIP ALIUMINIS NAUDOJAMAS PUSLAIDININKUOSE?
Aliuminis pasižymi daugybe savybių, dėl kurių jis yra pagrindinis pasirinkimas puslaidininkių ir mikroschemų gamyboje. Pavyzdžiui, aliuminis puikiai sukimba su silicio dioksidu, pagrindiniu puslaidininkių komponentu (iš čia kilo Silicio slėnio pavadinimas). Jo elektrinės savybės, būtent maža elektrinė varža ir puikus kontaktas su vieliniais ryšiais, yra dar vienas aliuminio privalumas. Taip pat svarbu, kad aliuminį lengva struktūrizuoti sauso ėsdinimo procesais, kurie yra labai svarbus puslaidininkių gamybos etapas. Nors kiti metalai, pavyzdžiui, varis ir sidabras, pasižymi geresniu atsparumu korozijai ir elektriniu tvirtumu, jie taip pat yra daug brangesni nei aliuminis.
Vienas iš labiausiai paplitusių aliuminio panaudojimo puslaidininkių gamyboje būdų yra dulkių išpurškimo technologija. Plonas didelio grynumo metalų ir silicio nano storio sluoksnis mikroprocesorių plokštelėse atliekamas fizinio garų nusodinimo būdu, vadinamu dulkių išpurškimu. Medžiaga išstumiama iš taikinio ir nusodinama ant silicio pagrindo sluoksnio vakuuminėje kameroje, kuri pripildyta dujų, kad būtų lengviau atlikti procedūrą; paprastai tai inertinės dujos, tokios kaip argonas.
Šių taikinių atraminės plokštės pagamintos iš aliuminio, prie kurio paviršiaus pritvirtintos labai grynos nusodinimo medžiagos, tokios kaip tantalas, varis, titanas, volframas arba 99,9999 % grynumo aliuminis. Pagrindo laidžiojo paviršiaus fotoelektrinis arba cheminis ėsdinimas sukuria mikroskopinius grandinių modelius, naudojamus puslaidininkio funkcijoms atlikti.
Dažniausias aliuminio lydinys puslaidininkių apdirbime yra 6061. Siekiant užtikrinti geriausias lydinio savybes, ant metalo paviršiaus paprastai uždedamas apsauginis anoduotas sluoksnis, kuris padidins atsparumą korozijai.
Kadangi tai tokie tikslūs įtaisai, koroziją ir kitas problemas reikia atidžiai stebėti. Nustatyta keletas veiksnių, prisidedančių prie puslaidininkinių įtaisų korozijos, pavyzdžiui, jų pakuotė plastike.