HVA ER EN HALVLEDER?
En halvlederenhet er en elektronisk komponent som bruker elektrisk ledning, men som har egenskaper som er i mellom det til en leder, for eksempel kobber, og det til en isolator, for eksempel glass. Disse enhetene bruker elektrisk ledning i fast tilstand i motsetning til i gassform eller termionisk utslipp i vakuum, og de har erstattet vakuumrør i de fleste moderne applikasjoner.
Den vanligste bruken av halvledere er i integrerte kretsbrikker. Våre moderne dataenheter, inkludert mobiltelefoner og nettbrett, kan inneholde milliarder av små halvledere sammenføyd på enkeltbrikker, alle sammenkoblet på en enkelt halvlederplate.
Konduktiviteten til en halvleder kan manipuleres på flere måter, for eksempel ved å introdusere et elektrisk eller magnetisk felt, ved å utsette den for lys eller varme, eller på grunn av den mekaniske deformasjonen av et dopet monokrystallinsk silisiumgitter. Mens den tekniske forklaringen er ganske detaljert, er manipulering av halvledere det som har gjort vår nåværende digitale revolusjon mulig.
HVORDAN BRUKES ALUMINIUM I HALVLEDERE?
Aluminium har mange egenskaper som gjør det til et primærvalg for bruk i halvledere og mikrobrikker. For eksempel har aluminium overlegen vedheft til silisiumdioksid, en hovedkomponent i halvledere (det er her Silicon Valley fikk navnet sitt). Dens elektriske egenskaper, nemlig at den har lav elektrisk motstand og gir utmerket kontakt med trådbindinger, er en annen fordel med aluminium. Også viktig er at det er enkelt å strukturere aluminium i tørre etseprosesser, et avgjørende skritt for å lage halvledere. Mens andre metaller, som kobber og sølv, gir bedre korrosjonsmotstand og elektrisk seighet, er de også mye dyrere enn aluminium.
En av de mest utbredte bruksområdene for aluminium ved fremstilling av halvledere er i ferd med sputterteknologi. Den tynne lagdelingen av nanotykkelser av metaller og silisium med høy renhet i mikroprosessorskiver oppnås gjennom en prosess med fysisk dampavsetning kjent som sputtering. Materiale kastes ut fra et mål og avsettes på et substratlag av silisium i et vakuumkammer som er fylt med gass for å lette prosedyren; vanligvis en inert gass som argon.
Bakplatene for disse målene er laget av aluminium med materialer med høy renhet for avsetning, som tantal, kobber, titan, wolfram eller 99,9999 % rent aluminium, bundet til overflaten. Fotoelektrisk eller kjemisk etsing av substratets ledende overflate skaper de mikroskopiske kretsmønstrene som brukes i halvlederens funksjon.
Den vanligste aluminiumslegeringen i halvlederbehandling er 6061. For å sikre den beste ytelsen til legeringen, vil generelt et beskyttende anodisert lag påføres overflaten av metallet, noe som vil øke korrosjonsmotstanden.
Fordi de er så nøyaktige enheter, må korrosjon og andre problemer overvåkes nøye. Flere faktorer har vist seg å bidra til korrosjon i halvlederenheter, for eksempel pakking av dem i plast.