YARI İLETKEN NEDİR?
Yarı iletken cihaz, elektrik iletimini kullanan ancak bakır gibi bir iletken ile cam gibi bir yalıtkanın özellikleri arasında olan özelliklere sahip bir elektronik bileşendir. Bu cihazlar, gaz halindeki veya vakumdaki termiyonik emisyonun aksine katı haldeki elektrik iletimini kullanır ve çoğu modern uygulamada vakum tüplerinin yerini almıştır.
Yarı iletkenlerin en yaygın kullanımı entegre devre çiplerindedir. Cep telefonları ve tabletler de dahil olmak üzere modern bilgi işlem cihazlarımız, tek bir yarı iletken levha üzerinde birbirine bağlanan tek yongalar üzerinde birleştirilmiş milyarlarca küçük yarı iletken içerebilir.
Bir yarı iletkenin iletkenliği, bir elektrik veya manyetik alanın uygulanması, ışığa veya ısıya maruz bırakılması veya katkılı monokristalin silikon ızgaranın mekanik deformasyonuna bağlı olarak çeşitli yollarla manipüle edilebilir. Teknik açıklama oldukça ayrıntılı olsa da, yarı iletkenlerin manipülasyonu mevcut dijital devrimimizi mümkün kılan şeydir.
YARI İLETKENLERDE ALÜMİNYUM NASIL KULLANILIR?
Alüminyum, onu yarı iletkenlerde ve mikroçiplerde kullanım için birincil seçenek haline getiren birçok özelliğe sahiptir. Örneğin alüminyum, yarı iletkenlerin önemli bir bileşeni olan silikon dioksite üstün yapışma özelliğine sahiptir (Silikon Vadisi adını buradan almıştır). Elektriksel özellikleri, yani düşük elektrik direncine sahip olması ve tel bağlarıyla mükemmel temas sağlaması alüminyumun bir başka avantajıdır. Ayrıca önemli olan, yarı iletken yapımında çok önemli bir adım olan kuru dağlama işlemleriyle alüminyumun yapılandırılmasının kolay olmasıdır. Bakır ve gümüş gibi diğer metaller daha iyi korozyon direnci ve elektriksel dayanıklılık sunarken, aynı zamanda alüminyumdan çok daha pahalıdırlar.
Yarı iletkenlerin üretiminde alüminyuma yönelik en yaygın uygulamalardan biri püskürtme teknolojisi sürecidir. Yüksek saflıkta metallerin ve silikonun mikroişlemci levhalarında nano kalınlıklarda ince katmanlanması, püskürtme olarak bilinen bir fiziksel buhar biriktirme işlemiyle gerçekleştirilir. Malzeme bir hedeften dışarı atılır ve prosedürü kolaylaştırmak için gazla doldurulmuş bir vakum odasında silikondan oluşan bir alt tabaka tabakası üzerine biriktirilir; genellikle argon gibi inert bir gazdır.
Bu hedeflerin destek plakaları, tantal, bakır, titanyum, tungsten veya %99,9999 saf alüminyum gibi biriktirme için yüksek saflıkta malzemelerin yüzeylerine yapıştırıldığı alüminyumdan yapılmıştır. Alt tabakanın iletken yüzeyinin fotoelektrik veya kimyasal olarak aşındırılması, yarı iletkenin işlevinde kullanılan mikroskobik devre modellerini oluşturur.
Yarı iletken işlemede en yaygın alüminyum alaşımı 6061'dir. Alaşımın en iyi performansını sağlamak için genellikle metalin yüzeyine korozyon direncini artıracak koruyucu bir anodize katman uygulanacaktır.
Bu kadar hassas cihazlar oldukları için korozyon ve diğer sorunların yakından takip edilmesi gerekir. Yarı iletken cihazlarda korozyona katkıda bulunan çeşitli faktörlerin, örneğin bunların plastikle paketlenmesi olduğu bulunmuştur.