સેમીકન્ડક્ટર શું છે?
સેમિકન્ડક્ટર ડિવાઇસ એ એક ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટક છે જે વિદ્યુત વાહકતાનો ઉપયોગ કરે છે પરંતુ તેમાં એવા લક્ષણો હોય છે જે વાહક, ઉદાહરણ તરીકે તાંબુ, અને ઇન્સ્યુલેટર, જેમ કે કાચની વચ્ચે હોય છે. આ ડિવાઇસ વાયુ અવસ્થામાં અથવા શૂન્યાવકાશમાં થર્મિઓનિક ઉત્સર્જનની વિરુદ્ધ ઘન અવસ્થામાં વિદ્યુત વાહકતાનો ઉપયોગ કરે છે, અને મોટાભાગના આધુનિક એપ્લિકેશનોમાં તેઓએ વેક્યુમ ટ્યુબનું સ્થાન લીધું છે.
સેમિકન્ડક્ટરનો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ચિપ્સમાં થાય છે. મોબાઇલ ફોન અને ટેબ્લેટ સહિત આપણા આધુનિક કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણોમાં અબજો નાના સેમિકન્ડક્ટર હોઈ શકે છે જે એક જ ચિપ્સ પર જોડાયેલા હોય છે અને બધા એક જ સેમિકન્ડક્ટર વેફર પર એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.
સેમિકન્ડક્ટરની વાહકતા ઘણી રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે, જેમ કે ઇલેક્ટ્રિક અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્ર દાખલ કરીને, તેને પ્રકાશ અથવા ગરમીના સંપર્કમાં લાવીને, અથવા ડોપ્ડ મોનોક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન ગ્રીડના યાંત્રિક વિકૃતિને કારણે. જ્યારે તકનીકી સમજૂતી ખૂબ વિગતવાર છે, સેમિકન્ડક્ટર્સની હેરફેર એ છે જેણે આપણી વર્તમાન ડિજિટલ ક્રાંતિને શક્ય બનાવી છે.



સેમિકન્ડક્ટરમાં એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે?
એલ્યુમિનિયમમાં ઘણા ગુણધર્મો છે જે તેને સેમિકન્ડક્ટર અને માઇક્રોચિપ્સમાં ઉપયોગ માટે પ્રાથમિક પસંદગી બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ સેમિકન્ડક્ટરના મુખ્ય ઘટક સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ (આ તે સ્થાન છે જ્યાંથી સિલિકોન વેલી તેનું નામ પડ્યું) પ્રત્યે શ્રેષ્ઠ સંલગ્નતા ધરાવે છે. તેના વિદ્યુત ગુણધર્મો, એટલે કે તેમાં ઓછી વિદ્યુત પ્રતિકાર છે અને વાયર બોન્ડ સાથે ઉત્તમ સંપર્ક બનાવે છે, તે એલ્યુમિનિયમનો બીજો ફાયદો છે. એ પણ મહત્વનું છે કે ડ્રાય ઇચ પ્રક્રિયાઓમાં એલ્યુમિનિયમનું માળખું સરળ છે, જે સેમિકન્ડક્ટર બનાવવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ પગલું છે. જ્યારે અન્ય ધાતુઓ, જેમ કે તાંબુ અને ચાંદી, વધુ સારી કાટ પ્રતિકાર અને વિદ્યુત કઠિનતા પ્રદાન કરે છે, તે એલ્યુમિનિયમ કરતાં ઘણી વધુ ખર્ચાળ પણ છે.
સેમિકન્ડક્ટરના ઉત્પાદનમાં એલ્યુમિનિયમનો સૌથી વધુ ઉપયોગ સ્પટરિંગ ટેકનોલોજીની પ્રક્રિયામાં થાય છે. માઇક્રોપ્રોસેસર વેફરમાં ઉચ્ચ-શુદ્ધતા ધાતુઓ અને સિલિકોનના નેનો જાડાઈના પાતળા સ્તરને સ્પટરિંગ તરીકે ઓળખાતી ભૌતિક વરાળ નિક્ષેપણની પ્રક્રિયા દ્વારા પૂર્ણ કરવામાં આવે છે. સામગ્રીને લક્ષ્યમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે અને વેક્યુમ ચેમ્બરમાં સિલિકોનના સબસ્ટ્રેટ સ્તર પર જમા કરવામાં આવે છે જે પ્રક્રિયાને સરળ બનાવવા માટે ગેસથી ભરેલી હોય છે; સામાન્ય રીતે આર્ગોન જેવા નિષ્ક્રિય ગેસ.
આ લક્ષ્યો માટે બેકિંગ પ્લેટો એલ્યુમિનિયમથી બનેલી હોય છે જેમાં ડિપોઝિશન માટે ઉચ્ચ શુદ્ધતા સામગ્રી હોય છે, જેમ કે ટેન્ટેલમ, કોપર, ટાઇટેનિયમ, ટંગસ્ટન અથવા 99.9999% શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ, જે તેમની સપાટી સાથે જોડાયેલી હોય છે. સબસ્ટ્રેટની વાહક સપાટીનું ફોટોઇલેક્ટ્રિક અથવા રાસાયણિક એચિંગ સેમિકન્ડક્ટરના કાર્યમાં ઉપયોગમાં લેવાતા માઇક્રોસ્કોપિક સર્કિટરી પેટર્ન બનાવે છે.
સેમિકન્ડક્ટર પ્રોસેસિંગમાં સૌથી સામાન્ય એલ્યુમિનિયમ એલોય 6061 છે. એલોયનું શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન સુનિશ્ચિત કરવા માટે, સામાન્ય રીતે ધાતુની સપાટી પર એક રક્ષણાત્મક એનોડાઇઝ્ડ સ્તર લાગુ કરવામાં આવશે, જે કાટ પ્રતિકારને વધારશે.
કારણ કે તે ખૂબ જ ચોક્કસ ઉપકરણો છે, કાટ અને અન્ય સમસ્યાઓનું નજીકથી નિરીક્ષણ કરવું જોઈએ. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોમાં કાટ લાગવા માટે ઘણા પરિબળો ફાળો આપતા જોવા મળ્યા છે, ઉદાહરણ તરીકે તેમને પ્લાસ્ટિકમાં પેક કરવા.