VAD ÄR EN HALVLEDARE?
En halvledarkomponent är en elektronisk komponent som använder elektrisk ledning men har egenskaper som ligger mellan en ledares, till exempel koppars, och en isolators, såsom glas. Dessa komponent använder elektrisk ledning i fast tillstånd i motsats till gasformigt tillstånd eller termionisk emission i vakuum, och de har ersatt vakuumrör i de flesta moderna tillämpningar.
Den vanligaste användningen av halvledare är i integrerade kretschip. Våra moderna datorenheter, inklusive mobiltelefoner och surfplattor, kan innehålla miljarder små halvledare sammanfogade på enskilda chip, alla sammankopplade på en enda halvledarskiva.
En halvledarledningsförmåga kan manipuleras på flera sätt, till exempel genom att introducera ett elektriskt eller magnetiskt fält, genom att exponera den för ljus eller värme, eller genom mekanisk deformation av ett dopat monokristallint kiselnät. Även om den tekniska förklaringen är ganska detaljerad, är det manipulationen av halvledare som har möjliggjort vår nuvarande digitala revolution.
HUR ANVÄNDS ALUMINIUM I HALVLEDARE?
Aluminium har många egenskaper som gör det till ett utmärkt val för användning i halvledare och mikrochips. Till exempel har aluminium överlägsen vidhäftning till kiseldioxid, en viktig komponent i halvledare (det är härifrån Silicon Valley fick sitt namn). Dess elektriska egenskaper, nämligen att det har låg elektrisk resistans och ger utmärkt kontakt med trådbindningar, är en annan fördel med aluminium. Det är också viktigt att det är lätt att strukturera aluminium i torretsningsprocesser, ett avgörande steg i tillverkningen av halvledare. Medan andra metaller, som koppar och silver, erbjuder bättre korrosionsbeständighet och elektrisk seghet, är de också mycket dyrare än aluminium.
En av de vanligaste tillämpningarna för aluminium vid tillverkning av halvledare är inom sputteringtekniken. Den tunna skiktningen av nanoskikt av högrena metaller och kisel i mikroprocessorskivor åstadkoms genom en process med fysisk ångavsättning som kallas sputtering. Materialet sprutas ut från ett mål och avsätts på ett substratlager av kisel i en vakuumkammare som har fyllts med gas för att underlätta proceduren; vanligtvis en inert gas såsom argon.
Bakplattorna för dessa måltavlor är tillverkade av aluminium med högrenhetsmaterial för avsättning, såsom tantal, koppar, titan, volfram eller 99,9999 % rent aluminium, bundna till deras yta. Fotoelektrisk eller kemisk etsning av substratets ledande yta skapar de mikroskopiska kretsmönster som används i halvledarens funktion.
Den vanligaste aluminiumlegeringen inom halvledarbearbetning är 6061. För att säkerställa legeringens bästa prestanda appliceras vanligtvis ett skyddande anodiserat lager på metallytan, vilket ökar korrosionsbeständigheten.
Eftersom de är så precisa komponenter måste korrosion och andra problem övervakas noggrant. Flera faktorer har visat sig bidra till korrosion i halvledarkomponenter, till exempel att de förpackas i plast.