YARI İLETKEN NEDİR?
Yarı iletken cihaz, elektrik iletimi kullanan ancak bakır gibi bir iletkenin ve cam gibi bir yalıtkanın özellikleri arasında olan elektronik bir bileşendir. Bu cihazlar, gaz halindeki veya vakumdaki termiyonik emisyonun aksine katı halde elektrik iletimi kullanır ve çoğu modern uygulamada vakum tüplerinin yerini almıştır.
Yarı iletkenlerin en yaygın kullanımı entegre devre yongalarındadır. Cep telefonları ve tabletler de dahil olmak üzere modern bilgisayar cihazlarımız, tek bir yarı iletken levha üzerinde birbirine bağlı tek yongalarda birleştirilmiş milyarlarca küçük yarı iletken içerebilir.
Bir yarı iletkenin iletkenliği, elektrik veya manyetik alan ekleyerek, ışığa veya ısıya maruz bırakarak veya katkılı monokristalin silikon şebekenin mekanik deformasyonu yoluyla gibi çeşitli yollarla manipüle edilebilir. Teknik açıklama oldukça ayrıntılı olsa da, yarı iletkenlerin manipülasyonu, mevcut dijital devrimimizi mümkün kılan şeydir.
ALÜMİNYUM YARI İLETKENLERDE NASIL KULLANILIR?
Alüminyum, onu yarı iletkenlerde ve mikroçiplerde kullanım için birincil tercih haline getiren birçok özelliğe sahiptir. Örneğin, alüminyumun yarı iletkenlerin önemli bir bileşeni olan silisyum dioksite karşı üstün yapışma özelliği vardır (Silikon Vadisi adını buradan almıştır). Elektriksel özellikleri, yani düşük elektrik direncine sahip olması ve tel bağlarıyla mükemmel temas sağlaması, alüminyumun bir diğer avantajıdır. Ayrıca önemli olan, yarı iletken yapımında önemli bir adım olan kuru aşındırma işlemlerinde alüminyumun yapılandırılmasının kolay olmasıdır. Bakır ve gümüş gibi diğer metaller daha iyi korozyon direnci ve elektriksel tokluk sunarken, alüminyumdan çok daha pahalıdırlar.
Yarı iletkenlerin üretiminde alüminyum için en yaygın uygulamalardan biri püskürtme teknolojisi sürecidir. Mikroişlemci yongalarındaki yüksek saflıktaki metallerin ve silikonun nano kalınlıklarda ince katmanlanması, püskürtme olarak bilinen fiziksel buhar biriktirme işlemiyle gerçekleştirilir. Malzeme bir hedeften dışarı atılır ve prosedürü kolaylaştırmak için gazla doldurulmuş bir vakum odasındaki silikon alt tabaka üzerine biriktirilir; genellikle argon gibi inert bir gaz.
Bu hedefler için destek plakaları, yüzeylerine bağlanmış tantal, bakır, titanyum, tungsten veya %99,9999 saf alüminyum gibi biriktirme için yüksek saflıkta malzemelerle alüminyumdan yapılmıştır. Alt tabakanın iletken yüzeyinin fotoelektrik veya kimyasal aşındırılması, yarı iletkenin işlevinde kullanılan mikroskobik devre desenlerini oluşturur.
Yarı iletken işlemede en yaygın kullanılan alüminyum alaşımı 6061'dir. Alaşımın en iyi performansını sağlamak için genellikle metalin yüzeyine koruyucu bir eloksal tabakası uygulanır ve bu da korozyon direncini artırır.
Çok hassas cihazlar oldukları için, korozyon ve diğer sorunlar yakından izlenmelidir. Yarı iletken cihazlarda korozyona katkıda bulunan birkaç faktör bulunmuştur, örneğin plastikle paketlenmesi.