Qu'est-ce qu'un semi-conducteur?
Un dispositif semi-conducteur est un composant électronique qui utilise la conduction électrique mais a des traits qui se trouvent entre ceux d'un conducteur, par exemple le cuivre, et celui d'un isolant, comme le verre. Ces dispositifs utilisent une conduction électrique à l'état solide par opposition à l'état gazeux ou à l'émission thermionique dans le vide, et ils ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications modernes.
L'utilisation la plus courante des semi-conducteurs est dans les puces de circuit intégrées. Nos appareils informatiques modernes, y compris les téléphones mobiles et les tablettes, peuvent contenir des milliards de minuscules semi-conducteurs joints sur des puces uniques toutes interconnectées sur une seule tranche de semi-conducteur.
La conductivité d'un semi-conducteur peut être manipulée de plusieurs manières, comme en introduisant un champ électrique ou magnétique, en l'exposant à la lumière ou à la chaleur, ou en raison de la déformation mécanique d'une grille de silicium monocristallin dopé. Bien que l'explication technique soit assez détaillée, la manipulation des semi-conducteurs est ce qui a rendu notre révolution numérique actuelle possible.
Comment l'aluminium est-il utilisé dans les semi-conducteurs?
L'aluminium possède de nombreuses propriétés qui en font un choix principal pour une utilisation dans les semi-conducteurs et les micropuces. Par exemple, l'aluminium a une adhésion supérieure au dioxyde de silicium, un composant majeur des semi-conducteurs (c'est là que la Silicon Valley a obtenu son nom). Ce sont des propriétés électriques, à savoir qu'elle a une faible résistance électrique et fait un excellent contact avec les liaisons métalliques, sont un autre avantage de l'aluminium. Il est également important qu'il soit facile de structurer l'aluminium dans les processus de gravure sec, une étape cruciale dans la fabrication de semi-conducteurs. Alors que d'autres métaux, comme le cuivre et l'argent, offrent une meilleure résistance à la corrosion et une ténacité électrique, ils sont également beaucoup plus chers que l'aluminium.
L'une des applications les plus répandues en aluminium dans la fabrication de semi-conducteurs est en train de pulvériser la technologie. La mince superposition de nano-épaisseurs de métaux de haute pureté et de silicium dans les plaquettes de microprocesseur est accomplie par un processus de dépôt de vapeur physique connu sous le nom de pulvérisation. Le matériel est éjecté d'une cible et déposé sur une couche de substrat de silicium dans une chambre à vide qui a été remplie de gaz pour aider à faciliter la procédure; généralement un gaz inerte comme l'argon.
Les plaques de support pour ces cibles sont en aluminium avec les matériaux de haute pureté pour le dépôt, tels que le tantale, le cuivre, le titane, le tungstène ou l'aluminium pur à 99,9999%, lié à leur surface. La gravure photoélectrique ou chimique de la surface conductrice du substrat crée les motifs de circuits microscopiques utilisés dans la fonction du semi-conducteur.
L'alliage d'aluminium le plus courant dans le traitement des semi-conducteurs est 6061. Pour garantir que les meilleures performances de l'alliage, une couche anodisée protectrice sera généralement appliquée à la surface du métal, ce qui augmentera la résistance à la corrosion.
Parce que ce sont des dispositifs si précis, la corrosion et d'autres problèmes doivent être surveillés de près. Plusieurs facteurs se sont avérés contribuer à la corrosion dans les dispositifs semi-conducteurs, par exemple les emballer en plastique.