ЧТО ТАКОЕ ПОЛУПРОВОДНИК?
Полупроводниковое устройство — это электронный компонент, который использует электрическую проводимость, но имеет характеристики, которые находятся между характеристиками проводника, например меди, и изолятора, такого как стекло. В этих устройствах используется электропроводность в твердом состоянии, а не в газообразном состоянии или термоэлектронной эмиссии в вакууме, и они заменили вакуумные лампы в большинстве современных приложений.
Полупроводники чаще всего используются в микросхемах интегральных схем. Наши современные вычислительные устройства, включая мобильные телефоны и планшеты, могут содержать миллиарды крошечных полупроводников, объединенных в единые чипы, соединенные между собой на одной полупроводниковой пластине.
Проводимостью полупроводника можно манипулировать несколькими способами, например, путем введения электрического или магнитного поля, воздействия света или тепла или механической деформации легированной монокристаллической кремниевой сетки. Хотя техническое объяснение довольно подробное, именно манипулирование полупроводниками сделало возможной нашу нынешнюю цифровую революцию.
КАК АЛЮМИНИЙ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ?
Алюминий обладает многими свойствами, которые делают его основным выбором для использования в полупроводниках и микрочипах. Например, алюминий обладает превосходной адгезией к диоксиду кремния, основному компоненту полупроводников (отсюда и название Кремниевой долины). Еще одним преимуществом алюминия являются его электрические свойства, а именно то, что он имеет низкое электрическое сопротивление и обеспечивает отличный контакт с проволочными соединениями. Также важно то, что алюминий легко структурировать с помощью процессов сухого травления, что является важным этапом в производстве полупроводников. Хотя другие металлы, такие как медь и серебро, обладают лучшей коррозионной стойкостью и электрической прочностью, они также намного дороже алюминия.
Одним из наиболее распространенных применений алюминия в производстве полупроводников является технология напыления. Нанесение тонких слоев нанотолщин из металлов высокой чистоты и кремния в пластины микропроцессора достигается с помощью процесса физического осаждения из паровой фазы, известного как распыление. Материал выбрасывается из мишени и наносится на слой кремния-подложки в вакуумной камере, заполненной газом для облегчения процедуры; обычно инертный газ, такой как аргон.
Опорные пластины для этих мишеней изготовлены из алюминия с нанесенными на их поверхность материалами высокой чистоты, такими как тантал, медь, титан, вольфрам или алюминий чистотой 99,9999%. Фотоэлектрическое или химическое травление проводящей поверхности подложки создает микроскопические схемы, используемые в функциях полупроводника.
Наиболее распространенным алюминиевым сплавом при обработке полупроводников является 6061. Чтобы обеспечить наилучшие характеристики сплава, на поверхность металла обычно наносится защитный анодированный слой, который повышает коррозионную стойкость.
Поскольку это очень точные устройства, необходимо внимательно следить за коррозией и другими проблемами. Было обнаружено, что несколько факторов способствуют коррозии полупроводниковых устройств, например, их упаковка в пластик.