HVA ER EN HALVLEDER?
En halvlederenhet er en elektronisk komponent som bruker elektrisk ledning, men som har egenskaper som ligger mellom en leder, for eksempel kobber, og en isolator, for eksempel glass. Disse enhetene bruker elektrisk ledning i fast tilstand i motsetning til gassform eller termionisk emisjon 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 bittesmå halvledere som er koblet sammen på enkeltbrikker, alle sammenkoblet på en enkelt halvlederskive.
Konduktiviteten til en halvleder kan manipuleres på flere måter, for eksempel ved å introdusere et elektrisk eller magnetisk felt, ved å eksponere den for lys eller varme, eller på grunn av mekanisk deformasjon av et dopet monokrystallinsk silisiumgitter. Selv om den tekniske forklaringen er ganske detaljert, er det manipuleringen av halvledere som har gjort vår nåværende digitale revolusjon mulig.
HVORDAN BRUKES ALUMINIUM I HALVLEDERE?
Aluminium har mange egenskaper som gjør det til et førstevalg for bruk i halvledere og mikrobrikker. For eksempel har aluminium overlegen adhesjon til silisiumdioksid, en viktig komponent i halvledere (det er herfra Silicon Valley fikk navnet sitt). De elektriske egenskapene, nemlig at det har lav elektrisk motstand og gir utmerket kontakt med trådbindinger, er en annen fordel med aluminium. Det er også viktig at det er enkelt å strukturere aluminium i tørretsingsprosesser, et avgjørende trinn i produksjonen av halvledere. Mens andre metaller, som kobber og sølv, tilbyr bedre korrosjonsbestandighet og elektrisk seighet, er de også mye dyrere enn aluminium.
En av de vanligste bruksområdene for aluminium i produksjonen av halvledere er i sputteringsteknologien. Den tynne lagdelingen av nanotykkelser av høyrene metaller og silisium 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 aluminiumlegeringen i halvlederbehandling er 6061. For å sikre legeringens beste ytelse påføres vanligvis et beskyttende anodisert lag på metalloverflaten, noe som øker korrosjonsmotstanden.
Fordi de er så presise komponenter, må korrosjon og andre problemer overvåkes nøye. Flere faktorer har vist seg å bidra til korrosjon i halvlederkomponenter, for eksempel å pakke dem inn i plast.