Què és un semiconductor?
Un dispositiu semiconductor és un component electrònic que utilitza conducció elèctrica però té trets entre un conductor, per exemple, el coure i el d’un aïllant, com el vidre. Aquests dispositius utilitzen la conducció elèctrica en estat sòlid, en contraposició a l'estat gasós o a l'emissió termióica en un buit i han substituït els tubs de buit en la majoria d'aplicacions modernes.
L’ús més comú de semiconductors es troba en xips de circuit integrats. Els nostres moderns dispositius informàtics, inclosos telèfons mòbils i tauletes, podrien contenir milers de milions de semiconductors minúsculs units en xips simples tots interconnectats en una sola hòstia de semiconductors.
La conductivitat d’un semiconductor es pot manipular de diverses maneres, com per exemple introduint un camp elèctric o magnètic, exposant -lo a la llum o la calor, o a causa de la deformació mecànica d’una xarxa de silici monocristal·lina dopada. Si bé l’explicació tècnica és força detallada, la manipulació dels semiconductors és el que ha fet possible la nostra revolució digital actual.
Com s’utilitza l’alumini en semiconductors?
L’alumini té moltes propietats que la converteixen en una elecció principal per a l’ús en semiconductors i microxips. Per exemple, l’alumini té una adhesió superior al diòxid de silici, un component principal dels semiconductors (aquí és on Silicon Valley va obtenir el seu nom). Les propietats elèctriques, és a dir, que té una baixa resistència elèctrica i que fa que un contacte excel·lent amb enllaços de filferro siguin un altre benefici de l’alumini. També és important que és fàcil estructurar l’alumini en els processos de gravat sec, un pas crucial per fer semiconductors. Si bé altres metalls, com el coure i la plata, ofereixen una millor resistència a la corrosió i la duresa elèctrica, també són molt més cars que l’alumini.
Una de les aplicacions més freqüents d’alumini en la fabricació de semiconductors està en procés de tecnologia de sputtering. La capa fina de gruixos nano de metalls d’alta puresa i silici en les hòsties de microprocessador s’aconsegueix mitjançant un procés de deposició física de vapor conegut com a esputja. El material és expulsat d’un objectiu i dipositat sobre una capa de silici de substrat en una cambra de buit que s’ha omplert de gas per ajudar a facilitar el procediment; Normalment un gas inert com l’argó.
Les plaques de suport d’aquests objectius estan d’alumini amb els materials d’alta puresa per a la deposició, com ara tàntal, coure, titani, tungstè o un 99.9999% d’alumini pur, unit a la seva superfície. El gravat fotoelèctric o químic de la superfície conductora del substrat crea els patrons de circuits microscòpics utilitzats en la funció del semiconductor.
L’aliatge d’alumini més comú en el processament de semiconductors és de 6061. Per assegurar el millor rendiment de l’aliatge, generalment s’aplicarà una capa anoditzada protectora a la superfície del metall, cosa que augmentarà la resistència a la corrosió.
Com que són dispositius tan precisos, cal supervisar -se de prop la corrosió i altres problemes. S'han trobat diversos factors que contribueixen a la corrosió en dispositius de semiconductors, per exemple envasar -los en plàstic.