Hva er en halvleder?
En halvlederapparat er en elektronisk komponent som bruker elektrisk ledning, men har egenskaper som er i mellom en leder, for eksempel kobber, og den til en isolator, for eksempel glass. Disse enhetene bruker elektrisk ledning i fast tilstand i motsetning til i gassformig tilstand eller termionisk utslipp i et vakuum, og de har erstattet vakuumrør i de fleste moderne anvendelser.
Den vanligste bruken av halvledere er i integrerte kretsbrikker. Våre moderne dataenheter, inkludert mobiltelefoner og nettbrett, kan inneholde milliarder av bittesmå halvledere som er sammen med enkeltbrikker som alle var sammenkoblet på en enkelt halvlederskive.
Konduktiviteten til en halvleder kan manipuleres på flere måter, for eksempel ved å innføre et elektrisk eller magnetfelt, ved å eksponere det for lys eller varme, eller på grunn av den mekaniske deformasjonen av et dopet monokrystallinsk silisiumnett. 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 primært valg for bruk i halvledere og mikrobrikker. For eksempel har aluminium overlegen vedheft til silisiumdioksid, en viktig komponent av halvledere (det er her Silicon Valley fikk navnet sitt). Det er 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 i å lage halvledere. Mens andre metaller, som kobber og sølv, tilbyr bedre korrosjonsmotstand og elektrisk seighet, er de også mye dyrere enn aluminium.
En av de mest utbredte bruksområdene for aluminium i produksjon av halvledere er i ferd med å sputre teknologi. Den tynne lagdelingen av nanosykkelser av metaller med høy renhet og silisium i mikroprosessorskiver oppnås gjennom en prosess med fysisk dampavsetning kjent som sputtering. Materiale kastes ut fra et mål og avsatt på et underlagslag med silisium i et vakuumkammer som har blitt fylt med gass for å lette prosedyren; Vanligvis en inert gass som argon.
Støtteskjemaene for disse målene er laget av aluminium med høye renhetsmaterialer for avsetning, så som tantal, kobber, titan, wolfram eller 99.9999% rent aluminium, bundet til overflaten. Fotoelektrisk eller kjemisk etsing av underlagets ledende overflate skaper de mikroskopiske kretsmønstrene som brukes i halvlederens funksjon.
Den vanligste aluminiumslegeringen i halvlederbehandling er 6061. For å sikre at den beste ytelsen til legeringen vanligvis vil et beskyttende anodisert lag bli påført overflaten av metallet, noe som vil øke korrosjonsmotstanden.
Fordi de er så presise enheter, må korrosjon og andre problemer overvåkes nøye. Flere faktorer har vist seg å bidra til korrosjon i halvlederenheter, for eksempel å pakke dem i plast.