CO JE POLOVODIČ?
Polovodičová součástka je elektronická součástka, která využívá elektrickou vodivost, ale má vlastnosti mezi vodičem, například mědí, a izolantem, například sklem. Tato zařízení využívají elektrickou vodivost v pevném stavu na rozdíl od plynného stavu nebo termionické emise ve vakuu a ve většině moderních aplikací nahradila elektronky.
Nejběžnějším použitím polovodičů je v integrovaných obvodech. Naše moderní výpočetní zařízení, včetně mobilních telefonů a tabletů, mohou obsahovat miliardy drobných polovodičů spojených na jednotlivých čipech, které jsou všechny propojeny na jediné polovodičové destičce.
Vodivost polovodiče lze manipulovat několika způsoby, například zavedením elektrického nebo magnetického pole, vystavením světlu nebo teplu, nebo mechanickou deformací dopované monokrystalické křemíkové mřížky. Ačkoli je technické vysvětlení poměrně podrobné, právě manipulace s polovodiči umožnila současnou digitální revoluci.
JAK SE HLINÍK POUŽÍVÁ V POLOVODIČÍCH?
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 Silicon Valley dostalo své jméno). Jeho elektrické vlastnosti, konkrétně nízký elektrický odpor a vynikající kontakt s drátovými spoji, jsou další výhodou hliníku. Důležité je také to, že se hliník snadno strukturuje suchým leptáním, což je klíčový 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 nanovrstvy vysoce čistých kovů a křemíku v mikroprocesorových destičkách se provádí procesem fyzikálního napařování, známým jako naprašování. Materiál je vytlačován z terče a nanášen na vrstvu křemíku ve vakuové komoře, která je naplněna plynem pro usnadnění postupu; obvykle inertním plynem, jako je argon.
Podkladové desky pro tyto terče jsou vyrobeny z hliníku, na jehož povrch jsou naneseny vysoce čisté materiály pro nanášení, jako je tantal, měď, titan, wolfram nebo 99,9999% čistý hliník. Fotoelektrické nebo chemické leptání vodivého povrchu substrátu vytváří mikroskopické obvodové vzory používané ve funkci polovodiče.
Nejběžnější hliníkovou slitinou používanou při zpracování polovodičů je 6061. Pro zajištění nejlepšího výkonu slitiny se na povrch kovu obvykle nanáší ochranná eloxovaná vrstva, která zvyšuje odolnost proti korozi.
Protože se jedná o tak přesná zařízení, je nutné pečlivě sledovat korozi a další problémy. Bylo zjištěno, že ke korozi polovodičových součástek přispívá několik faktorů, například jejich balení do plastu.