반도체란 무엇인가?
반도체 장치는 전기 전도를 사용하는 전자 부품이지만 구리와 같은 도체와 유리와 같은 절연체의 중간 특성을 가지고 있습니다. 이러한 장치는 기체 상태나 진공 상태의 열이온 방출이 아닌 고체 상태의 전기 전도를 사용하며 대부분의 최신 응용 분야에서 진공관을 대체했습니다.
반도체의 가장 일반적인 용도는 집적 회로 칩입니다. 휴대폰과 태블릿을 포함한 현대 컴퓨팅 장치에는 단일 칩에 결합된 수십억 개의 작은 반도체가 모두 단일 반도체 웨이퍼에 상호 연결되어 있을 수 있습니다.
반도체의 전도성은 전기장이나 자기장을 도입하거나, 빛이나 열에 노출하거나, 도핑된 단결정 실리콘 그리드의 기계적 변형 등 여러 가지 방법으로 조작할 수 있습니다. 기술적인 설명은 꽤 자세하지만, 반도체 조작은 현재의 디지털 혁명을 가능하게 했습니다.
알루미늄은 반도체에 어떻게 사용되나요?
알루미늄은 반도체와 마이크로칩에 사용하기 위한 주요 선택이 되는 많은 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 알루미늄은 반도체의 주요 구성 요소인 이산화규소에 대한 접착력이 뛰어납니다(여기서 실리콘 밸리라는 이름이 붙었습니다). 전기적 특성, 즉 전기 저항이 낮고 와이어 본드와의 접촉이 우수하다는 점은 알루미늄의 또 다른 장점입니다. 또한 중요한 점은 반도체 제조의 중요한 단계인 건식 식각 공정에서 알루미늄을 쉽게 구조화할 수 있다는 것입니다. 구리 및 은과 같은 다른 금속은 더 나은 내식성과 전기적 인성을 제공하지만 알루미늄보다 훨씬 비쌉니다.
반도체 제조에서 알루미늄을 가장 널리 사용하는 응용 분야 중 하나는 스퍼터링 기술입니다. 마이크로프로세서 웨이퍼에 고순도 금속과 실리콘을 나노 두께로 얇게 적층하는 작업은 스퍼터링이라고 알려진 물리적 기상 증착 공정을 통해 이루어집니다. 재료는 타겟에서 방출되어 절차를 용이하게 하기 위해 가스로 채워진 진공 챔버의 실리콘 기판 층에 증착됩니다. 일반적으로 아르곤과 같은 불활성 가스입니다.
이러한 타겟의 백킹 플레이트는 탄탈륨, 구리, 티타늄, 텅스텐 또는 99.9999% 순수 알루미늄과 같은 증착용 고순도 재료가 표면에 결합된 알루미늄으로 만들어집니다. 기판 전도성 표면의 광전적 또는 화학적 에칭은 반도체 기능에 사용되는 미세한 회로 패턴을 생성합니다.
반도체 가공에서 가장 일반적인 알루미늄 합금은 6061입니다. 합금의 최상의 성능을 보장하기 위해 일반적으로 금속 표면에 보호 양극산화층을 적용하여 내식성을 높입니다.
매우 정밀한 장치이기 때문에 부식 및 기타 문제를 면밀히 모니터링해야 합니다. 반도체 장치의 부식에 영향을 미치는 몇 가지 요인(예: 플라스틱 포장)이 밝혀졌습니다.