HALFGELEIDER
WAT IS EEN HALFGELEIDER?
Een halfgeleiderapparaat is een elektronische component die elektrische geleiding gebruikt, maar eigenschappen heeft die tussen die van een geleider, bijvoorbeeld koper, en die van een isolator, zoals glas, liggen.Deze apparaten gebruiken elektrische geleiding in vaste toestand in plaats van in gasvormige toestand of thermische emissie in een vacuüm, en ze hebben vacuümbuizen vervangen in de meeste moderne toepassingen.
Halfgeleiders worden het meest gebruikt in chips met geïntegreerde schakelingen.Onze moderne computerapparatuur, inclusief mobiele telefoons en tablets, kan miljarden kleine halfgeleiders bevatten die zijn samengevoegd op enkele chips die allemaal met elkaar zijn verbonden op een enkele halfgeleiderwafel.
De geleidbaarheid van een halfgeleider kan op verschillende manieren worden gemanipuleerd, bijvoorbeeld door een elektrisch of magnetisch veld te introduceren, door het bloot te stellen aan licht of warmte, of door de mechanische vervorming van een gedoteerd monokristallijn siliciumrooster.Hoewel de technische uitleg behoorlijk gedetailleerd is, heeft de manipulatie van halfgeleiders onze huidige digitale revolutie mogelijk gemaakt.
HOE WORDT ALUMINIUM GEBRUIKT IN HALFGELEIDERS?
Aluminium heeft veel eigenschappen waardoor het een primaire keuze is voor gebruik in halfgeleiders en microchips.Aluminium heeft bijvoorbeeld een superieure hechting aan siliciumdioxide, een belangrijk onderdeel van halfgeleiders (hier dankt Silicon Valley zijn naam aan).De elektrische eigenschappen, namelijk dat het een lage elektrische weerstand heeft en uitstekend contact maakt met draadverbindingen, zijn een ander voordeel van aluminium.Ook belangrijk is dat het gemakkelijk is om aluminium te structureren in droogetsprocessen, een cruciale stap bij het maken van halfgeleiders.Terwijl andere metalen, zoals koper en zilver, een betere corrosieweerstand en elektrische taaiheid bieden, zijn ze ook veel duurder dan aluminium.
Een van de meest voorkomende toepassingen van aluminium bij de vervaardiging van halfgeleiders is de sputtertechnologie.De dunne laagjes van nanodiktes van zeer zuivere metalen en silicium in microprocessorwafels worden bereikt door een proces van fysieke dampafzetting dat bekend staat als sputteren.Materiaal wordt uit een doel geworpen en afgezet op een substraatlaag van silicium in een vacuümkamer die is gevuld met gas om de procedure te vergemakkelijken;meestal een inert gas zoals argon.
De steunplaten voor deze doelen zijn gemaakt van aluminium met de zeer zuivere materialen voor afzetting, zoals tantaal, koper, titanium, wolfraam of 99,9999% puur aluminium, gebonden aan hun oppervlak.Foto-elektrisch of chemisch etsen van het geleidende oppervlak van het substraat creëert de microscopische circuitpatronen die worden gebruikt in de functie van de halfgeleider.
De meest voorkomende aluminiumlegering bij de verwerking van halfgeleiders is 6061. Om de beste prestaties van de legering te garanderen, wordt over het algemeen een beschermende geanodiseerde laag op het oppervlak van het metaal aangebracht, wat de corrosieweerstand verhoogt.
Omdat het zulke precieze apparaten zijn, moeten corrosie en andere problemen nauwlettend in de gaten worden gehouden.Er zijn verschillende factoren gevonden die bijdragen aan corrosie in halfgeleiderapparaten, bijvoorbeeld door ze in plastic te verpakken.