CE ESTE UN SEMICONDUCTOR?
Un dispozitiv semiconductor este o componentă electronică care utilizează conducția electrică, dar are caracteristici situate între cele ale unui conductor, de exemplu cuprul, și cele ale unui izolator, cum ar fi sticla. Aceste dispozitive utilizează conducția electrică în stare solidă, spre deosebire de starea gazoasă sau emisia termionică în vid și au înlocuit tuburile vidate în majoritatea aplicațiilor moderne.
Cea mai comună utilizare a semiconductorilor este în cipurile cu circuite integrate. Dispozitivele noastre moderne de calcul, inclusiv telefoanele mobile și tabletele, ar putea conține miliarde de semiconductori minusculi uniți pe cipuri individuale, toți interconectați pe o singură placă semiconductoare.
Conductivitatea unui semiconductor poate fi manipulată în mai multe moduri, cum ar fi prin introducerea unui câmp electric sau magnetic, prin expunerea la lumină sau căldură sau prin deformarea mecanică a unei rețele de siliciu monocristalin dopat. Deși explicația tehnică este destul de detaliată, manipularea semiconductorilor este ceea ce a făcut posibilă revoluția digitală actuală.
CUM SE UTILIZEAZĂ ALUMINIUL ÎN SEMICONDUCTORI?
Aluminiul are multe proprietăți care îl fac o alegere principală pentru utilizarea în semiconductori și microcipuri. De exemplu, aluminiul are o aderență superioară la dioxidul de siliciu, o componentă majoră a semiconductorilor (de aici și Silicon Valley și-a primit numele). Proprietățile sale electrice, și anume rezistența electrică scăzută și contactul excelent cu legăturile dintre fire, reprezintă un alt avantaj al aluminiului. De asemenea, important este faptul că aluminiul poate fi structurat ușor în procesele de gravare uscată, o etapă crucială în fabricarea semiconductorilor. În timp ce alte metale, precum cuprul și argintul, oferă o rezistență mai bună la coroziune și o tenacitate electrică mai bună, acestea sunt și mult mai scumpe decât aluminiul.
Una dintre cele mai răspândite aplicații ale aluminiului în fabricarea semiconductorilor este tehnologia de pulverizare catodică. Stratificarea subțire a unor nano-grosimi de metale de înaltă puritate și siliciu în napolitanele microprocesoarelor se realizează printr-un proces de depunere fizică în stare de vapori, cunoscut sub numele de pulverizare catodică. Materialul este ejectat dintr-o țintă și depus pe un strat de substrat de siliciu într-o cameră de vid care a fost umplută cu gaz pentru a facilita procedura; de obicei, un gaz inert, cum ar fi argonul.
Plăcile de suport pentru aceste ținte sunt fabricate din aluminiu, iar pe suprafața lor sunt lipite materiale de înaltă puritate pentru depunere, cum ar fi tantalul, cuprul, titanul, tungstenul sau aluminiul cu puritate 99,9999%. Gravarea fotoelectrică sau chimică a suprafeței conductive a substratului creează modelele microscopice de circuite utilizate în funcția semiconductorului.
Cel mai comun aliaj de aluminiu în prelucrarea semiconductorilor este 6061. Pentru a asigura cea mai bună performanță a aliajului, în general, pe suprafața metalului se va aplica un strat anodizat protector, ceea ce va spori rezistența la coroziune.
Deoarece sunt dispozitive atât de precise, coroziunea și alte probleme trebuie monitorizate îndeaproape. S-a constatat că mai mulți factori contribuie la coroziunea dispozitivelor semiconductoare, de exemplu ambalarea lor în plastic.