CO JE TO POLOVODIČ?
Polovodičové zařízení je elektronická součástka, která používá elektrické vedení, ale má vlastnosti, které jsou mezi vlastnostmi vodiče, například mědi, a izolátoru, jako je sklo. Tato zařízení využívají elektrické vedení v pevném skupenství na rozdíl od plynného skupenství nebo termionické emise ve vakuu a ve většině moderních aplikací nahradily elektronky.
Nejběžnější použití polovodičů je v čipech integrovaných obvodů. Naše moderní výpočetní zařízení, včetně mobilních telefonů a tabletů, mohou obsahovat miliardy malých polovodičů spojených na jednotlivých čipech, které jsou všechny propojeny na jediném polovodičovém plátku.
S vodivostí polovodiče lze manipulovat několika způsoby, například zavedením elektrického nebo magnetického pole, jeho vystavením světlu nebo teplu nebo mechanickou deformací dopované monokrystalické křemíkové mřížky. Zatímco technické vysvětlení je poměrně podrobné, manipulace s polovodiči je to, co umožnilo naši současnou digitální revoluci.
JAK SE HLINÍK VYUŽÍVÁ V POLOVODIČŮCH?
Hliník má mnoho vlastností, které z něj činí primární volbu pro použití v polovodičích a mikročipech. Například hliník má vynikající přilnavost k oxidu křemičitému, hlavní složce polovodičů (odtud získalo své jméno Silicon Valley). Další výhodou hliníku jsou jeho elektrické vlastnosti, konkrétně to, že má nízký elektrický odpor a umožňuje vynikající kontakt s drátěnými spoji. Důležité také je, že je snadné strukturovat hliník v procesech suchého leptání, což je zásadní krok při výrobě polovodičů. Zatímco jiné kovy, jako je měď a stříbro, nabízejí lepší odolnost proti korozi a elektrickou houževnatost, jsou také mnohem dražší než hliník.
Jednou z nejrozšířenějších aplikací hliníku při výrobě polovodičů je technologie naprašování. Tenké vrstvení nano tlouštěk vysoce čistých kovů a křemíku v mikroprocesorových destičkách se provádí procesem fyzikálního napařování známého jako naprašování. Materiál je vyhozen z terče a nanesen na substrátovou vrstvu křemíku ve vakuové komoře, která byla naplněna plynem pro usnadnění postupu; obvykle inertní plyn, jako je argon.
Nosné desky pro tyto terče jsou vyrobeny z hliníku s vysoce čistými materiály pro nanášení, jako je tantal, měď, titan, wolfram nebo 99,9999% čistý hliník, nalepené na jejich povrchu. Fotoelektrické nebo chemické leptání vodivého povrchu substrátu vytváří mikroskopické obvodové vzory používané ve funkci polovodiče.
Nejběžnější hliníkovou slitinou při zpracování polovodičů je 6061. Pro zajištění nejlepšího výkonu slitiny bude obecně na povrch kovu aplikována ochranná eloxovaná vrstva, která zvýší odolnost proti korozi.
Protože se jedná o tak přesná zařízení, je třeba pečlivě sledovat korozi a další problémy. Bylo zjištěno, že ke korozi polovodičových součástek přispívá několik faktorů, například jejich balení do plastu.