ЧТО ТАКОЕ ПОЛУПРОВОДНИК?
Полупроводниковый прибор — это электронный компонент, использующий электропроводность, но обладающий свойствами, промежуточными между свойствами проводника, например, меди, и свойствами изолятора, например, стекла. Эти приборы используют электропроводность в твёрдом состоянии, а не в газообразном или термоионную эмиссию в вакууме, и в большинстве современных устройств заменили электронные лампы.
Наиболее распространённое применение полупроводников — в интегральных схемах. Наши современные вычислительные устройства, включая мобильные телефоны и планшеты, могут содержать миллиарды крошечных полупроводников, соединённых на одном кристалле, все из которых соединены между собой на одной полупроводниковой пластине.
Проводимостью полупроводника можно управлять различными способами, например, путём создания электрического или магнитного поля, воздействия света или тепла, а также механической деформации легированной монокристаллической кремниевой сетки. Хотя техническое объяснение довольно подробное, именно управление полупроводниками сделало возможной нашу нынешнюю цифровую революцию.
КАК АЛЮМИНИЙ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ?
Алюминий обладает множеством свойств, делающих его основным выбором для производства полупроводников и микросхем. Например, алюминий обладает превосходной адгезией к диоксиду кремния, основному компоненту полупроводников (отсюда и название Кремниевой долины). Его электрические свойства, а именно низкое электрическое сопротивление и превосходный контакт с проволочными соединениями, являются ещё одним преимуществом алюминия. Также важно отметить, что алюминий легко структурировать методом сухого травления, что является важнейшим этапом в производстве полупроводников. Хотя другие металлы, такие как медь и серебро, обладают лучшей коррозионной стойкостью и электрической прочностью, они также значительно дороже алюминия.
Одно из наиболее распространённых применений алюминия в производстве полупроводников — это технология напыления. Нанесение тонких нанослойных покрытий из высокочистых металлов и кремния на пластины микропроцессоров осуществляется методом физического осаждения из паровой фазы, известным как напыление. Материал выбрасывается из мишени и осаждается на кремниевую подложку в вакуумной камере, заполненной газом для облегчения процесса; обычно это инертный газ, например, аргон.
Подложки для этих мишеней изготовлены из алюминия, к поверхности которого приклеены высокочистые материалы для осаждения, такие как тантал, медь, титан, вольфрам или алюминий чистотой 99,9999%. Фотоэлектрическое или химическое травление проводящей поверхности подложки создаёт микроскопические схемы, используемые в работе полупроводника.
Наиболее распространенным алюминиевым сплавом в обработке полупроводников является 6061. Для обеспечения наилучших характеристик сплава на поверхность металла обычно наносят защитный анодированный слой, который повышает коррозионную стойкость.
Поскольку полупроводниковые приборы являются очень точными, необходимо тщательно отслеживать коррозию и другие проблемы, связанные с ними. Было обнаружено несколько факторов, способствующих коррозии полупроводниковых приборов, например, их пластиковая упаковка.