Ի՞ՆՉ Է ԿԻՍԱՀԱՂՈՐԴԻՉԸ։
Կիսահաղորդչային սարքը էլեկտրոնային բաղադրիչ է, որն օգտագործում է էլեկտրական հաղորդունակություն, բայց ունի հատկություններ, որոնք գտնվում են հաղորդչի, օրինակ՝ պղնձի, և մեկուսիչի, օրինակ՝ ապակու, միջև։ Այս սարքերը էլեկտրական հաղորդունակությունն օգտագործում են պինդ վիճակում՝ ի տարբերություն գազային վիճակի կամ վակուումում ջերմիոնային ճառագայթման, և դրանք փոխարինել են վակուումային խողովակները ժամանակակից կիրառությունների մեծ մասում։
Կիսահաղորդիչների ամենատարածված օգտագործումը ինտեգրալ սխեմաների չիպերում է: Մեր ժամանակակից հաշվողական սարքերը, այդ թվում՝ բջջային հեռախոսներն ու պլանշետները, կարող են պարունակել միլիարդավոր փոքրիկ կիսահաղորդիչներ, որոնք միացված են մեկ չիպերի վրա, որոնք բոլորը փոխկապակցված են մեկ կիսահաղորդչային թիթեղի վրա:
Կիսահաղորդչի հաղորդականությունը կարելի է մանիպուլացնել մի քանի եղանակներով, օրինակ՝ էլեկտրական կամ մագնիսական դաշտ ներմուծելով, այն լույսի կամ ջերմության ազդեցության տակ ենթարկելով կամ լեգիրված մոնոբյուրեղային սիլիցիումային ցանցի մեխանիկական դեֆորմացիայի միջոցով։ Չնայած տեխնիկական բացատրությունը բավականին մանրամասն է, կիսահաղորդիչների մանիպուլյացիան է, որը հնարավոր դարձրեց մեր ներկայիս թվային հեղափոխությունը։
Ինչպե՞ս է ալյումինը օգտագործվում կիսահաղորդչային սարքերում։
Ալյումինն ունի բազմաթիվ հատկություններ, որոնք այն դարձնում են կիսահաղորդիչների և միկրոչիպերի մեջ օգտագործելու հիմնական ընտրություն: Օրինակ, ալյումինը գերազանց կպչունություն ունի սիլիցիումի երկօքսիդի հետ, որը կիսահաղորդիչների հիմնական բաղադրիչն է (այստեղից էլ Սիլիկոնյան հովիտը ստացել է իր անվանումը): Ալյումինի մեկ այլ առավելություն է դրա էլեկտրական հատկությունները, մասնավորապես՝ ցածր էլեկտրական դիմադրությունը և մետաղալարերի հետ գերազանց շփումը: Կարևոր է նաև այն, որ այն հեշտ է կառուցում ալյումինը չոր փորագրման գործընթացներում, որը կիսահաղորդիչներ պատրաստելու կարևոր քայլ է: Մինչդեռ այլ մետաղներ, ինչպիսիք են պղինձը և արծաթը, առաջարկում են ավելի լավ կոռոզիոն դիմադրություն և էլեկտրական ամրություն, դրանք նաև շատ ավելի թանկ են, քան ալյումինը:
Կիսահաղորդիչների արտադրության մեջ ալյումինի ամենատարածված կիրառություններից մեկը փոշիացման տեխնոլոգիայի գործընթացն է: Բարձր մաքրության մետաղների և սիլիցիումի նանոհաստությունների բարակ շերտավորումը միկրոպրոցեսորային թիթեղներում իրականացվում է ֆիզիկական գոլորշու նստեցման գործընթացի միջոցով, որը հայտնի է որպես փոշիացում: Նյութը դուրս է մղվում թիրախից և նստեցվում սիլիցիումի հիմքի շերտի վրա վակուումային խցիկում, որը լցված է գազով՝ գործընթացը հեշտացնելու համար. սովորաբար իներտ գազ, ինչպիսին է արգոնը:
Այս թիրախների հենարանային թիթեղները պատրաստված են ալյումինից, որոնց մակերեսին ամրացված են նստեցման համար նախատեսված բարձր մաքրության նյութեր, ինչպիսիք են տանտալը, պղինձը, տիտանը, վոլֆրամը կամ 99.9999% մաքուր ալյումինը: Հիմքի հաղորդիչ մակերեսի ֆոտոէլեկտրական կամ քիմիական փորագրումը ստեղծում է կիսահաղորդչի գործառույթում օգտագործվող մանրադիտակային սխեմատիկ պատկերներ:
Կիսահաղորդիչների մշակման մեջ ամենատարածված ալյումինե համաձուլվածքը 6061-ն է: Համաձուլվածքի լավագույն աշխատանքն ապահովելու համար, սովորաբար մետաղի մակերեսին կիրառվում է պաշտպանիչ անոդացված շերտ, որը կբարձրացնի կոռոզիայի դիմադրությունը:
Քանի որ դրանք այդքան ճշգրիտ սարքեր են, կոռոզիան և այլ խնդիրները պետք է ուշադիր վերահսկվեն: Կիսահաղորդչային սարքերում կոռոզիայի առաջացմանը նպաստող մի քանի գործոններ են հայտնաբերվել, օրինակ՝ դրանց պլաստիկե փաթեթավորումը: