半导体

半导体

什么是半导体?

半导体器件是一种利用导电的电子元件,但其特性介于导体(如铜)和绝缘体(如玻璃)之间。这些器件在固态中使用电导,而不是在气态或真空中使用热离子发射,它们在大多数现代应用中已经取代了真空管。

半导体最常见的用途是在集成电路芯片上。我们的现代计算设备,包括移动电话和平板电脑,可能包含数十亿连接在单个芯片上的微小半导体,它们都在单个半导体晶片上互连。

半导体的导电性可以通过几种方法来控制,比如引入电场或磁场,将其暴露在光或热中,或者通过掺杂单晶硅栅格的机械变形。虽然技术上的解释是相当详细的,但半导体的操纵是我们目前的数字革命成为可能的原因。

铝是如何用于半导体的?

铝的许多特性使其成为半导体和微芯片的首选。例如,铝与二氧化硅(半导体的主要成分)的附着力更强(这就是硅谷的名字来源)。铝的另一个优点是它的电学性能,即它具有低的电阻和使其与线键良好的接触。同样重要的是,在干蚀刻工艺中很容易构造铝,这是制造半导体的关键步骤。虽然铜和银等其他金属具有更好的耐腐蚀性和电气韧性,但它们也比铝贵得多。

铝在半导体制造中最普遍的应用之一是溅射技术。在微处理器晶圆片中,高纯度金属和硅的纳米薄层是通过物理气相沉积过程(即溅射)完成的。在充满气体的真空室中,材料从目标中喷射出来并沉积在硅基板层上,以帮助简化过程;通常是惰性气体,如氩气。

这些目标的基底板由铝制成,其表面粘有高纯材料,如钽、铜、钛、钨或99.9999%纯铝。衬底导电表面的光电或化学蚀刻可以产生用于半导体功能的微观电路模式。

在半导体加工中最常见的铝合金是6061。为了保证合金的最佳性能,一般会在金属表面涂上一层保护性阳极氧化层,从而提高抗腐蚀能力。

因为它们是如此精密的设备,腐蚀和其他问题必须被密切监测。已经发现有几个因素导致了半导体器件的腐蚀,例如用塑料包装它们。


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