BÁN DẪN
CHẤT BÁN DẪN LÀ GÌ?
Thiết bị bán dẫn là một linh kiện điện tử sử dụng dẫn điện nhưng có các đặc điểm nằm giữa đặc điểm của chất dẫn điện, ví dụ như đồng và đặc điểm của chất cách điện, chẳng hạn như thủy tinh.Các thiết bị này sử dụng dẫn điện ở trạng thái rắn thay vì ở trạng thái khí hoặc phát xạ nhiệt trong chân không và chúng đã thay thế các ống chân không trong hầu hết các ứng dụng hiện đại.
Việc sử dụng chất bán dẫn phổ biến nhất là trong chip mạch tích hợp.Các thiết bị điện toán hiện đại của chúng ta, bao gồm cả điện thoại di động và máy tính bảng, có thể chứa hàng tỷ chất bán dẫn cực nhỏ được nối với nhau trên các con chip đơn lẻ, tất cả đều được kết nối với nhau trên một tấm bán dẫn đơn.
Độ dẫn điện của chất bán dẫn có thể được điều chỉnh theo nhiều cách, chẳng hạn như bằng cách đưa vào một điện trường hoặc từ trường, bằng cách cho nó tiếp xúc với ánh sáng hoặc nhiệt, hoặc do sự biến dạng cơ học của lưới silicon đơn tinh thể pha tạp.Mặc dù giải thích kỹ thuật khá chi tiết, nhưng việc thao túng chất bán dẫn là điều đã làm nên cuộc cách mạng kỹ thuật số hiện tại của chúng ta.
NHÔM ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG CHẤT BÁN DẪN NHƯ THẾ NÀO?
Nhôm có nhiều đặc tính khiến nó trở thành lựa chọn chính để sử dụng trong chất bán dẫn và vi mạch.Ví dụ, nhôm có độ bám dính vượt trội với silicon dioxide, một thành phần chính của chất bán dẫn (đây là nơi Thung lũng Silicon được đặt tên).Đó là tính chất điện, cụ thể là nó có điện trở thấp và giúp tiếp xúc tuyệt vời với các liên kết dây, là một lợi ích khác của nhôm.Điều quan trọng nữa là nó dễ dàng cấu trúc nhôm trong các quy trình ăn mòn khô, một bước quan trọng trong việc tạo ra chất bán dẫn.Trong khi các kim loại khác, như đồng và bạc, mang lại khả năng chống ăn mòn và độ bền điện tốt hơn, chúng cũng đắt hơn nhiều so với nhôm.
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của nhôm trong sản xuất chất bán dẫn là trong quá trình công nghệ phún xạ.Việc phân lớp mỏng có độ dày nano của kim loại có độ tinh khiết cao và silicon trong các tấm vi xử lý được thực hiện thông qua một quá trình lắng đọng hơi vật lý được gọi là phún xạ.Vật liệu được đẩy ra khỏi mục tiêu và lắng đọng trên một lớp silicon nền trong buồng chân không chứa đầy khí để giúp tạo thuận lợi cho quy trình;thường là khí trơ như argon.
Các tấm nền cho các mục tiêu này được làm bằng nhôm với các vật liệu có độ tinh khiết cao để lắng đọng, chẳng hạn như tantali, đồng, titan, vonfram hoặc nhôm nguyên chất 99,9999%, được liên kết với bề mặt của chúng.Sự ăn mòn quang điện hoặc hóa học của bề mặt dẫn điện của chất nền tạo ra các mẫu vi mạch được sử dụng trong chức năng của chất bán dẫn.
Hợp kim nhôm phổ biến nhất trong xử lý chất bán dẫn là 6061. Để đảm bảo hiệu suất tốt nhất của hợp kim, thông thường một lớp anot hóa bảo vệ sẽ được phủ lên bề mặt kim loại, lớp này sẽ tăng khả năng chống ăn mòn.
Bởi vì chúng là những thiết bị chính xác như vậy, sự ăn mòn và các vấn đề khác phải được giám sát chặt chẽ.Một số yếu tố đã được phát hiện góp phần gây ra sự ăn mòn trong các thiết bị bán dẫn, chẳng hạn như đóng gói chúng bằng nhựa.