สารกึ่งตัวนำ

อะลูมิเนียมมีคุณสมบัติหลายประการที่ทำให้เป็นตัวเลือกหลักสำหรับใช้ในสารกึ่งตัวนำและไมโครชิป ยกตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมมีการยึดเกาะที่ดีกว่าซิลิคอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของสารกึ่งตัวนำ (ซึ่งเป็นที่มาของชื่อซิลิคอนแวลลีย์) คุณสมบัติทางไฟฟ้าของอะลูมิเนียม เช่น ความต้านทานไฟฟ้าต่ำและสัมผัสกับลวดเชื่อมได้ดี ถือเป็นข้อดีอีกประการหนึ่งของอะลูมิเนียม ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคืออะลูมิเนียมสามารถขึ้นรูปได้ง่ายในกระบวนการกัดแบบแห้ง ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตสารกึ่งตัวนำ แม้ว่าโลหะอื่นๆ เช่น ทองแดงและเงิน จะมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและความเหนียวทางไฟฟ้าที่ดีกว่า แต่ก็มีราคาแพงกว่าอะลูมิเนียมมากเช่นกัน

หนึ่งในการประยุกต์ใช้อะลูมิเนียมที่แพร่หลายที่สุดในการผลิตสารกึ่งตัวนำคือกระบวนการสปัตเตอริง การเคลือบโลหะบริสุทธิ์สูงและซิลิคอนที่มีความหนาระดับนาโนในแผ่นเวเฟอร์ไมโครโปรเซสเซอร์นั้นทำได้โดยกระบวนการสะสมไอทางกายภาพที่เรียกว่าสปัตเตอริง วัสดุจะถูกดีดออกจากชิ้นงานและสะสมบนชั้นซิลิคอนของวัสดุตั้งต้นในห้องสุญญากาศที่บรรจุก๊าซเพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการ ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน

แผ่นรองรับสำหรับเป้าหมายเหล่านี้ทำจากอะลูมิเนียม โดยมีวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงสำหรับการสะสม เช่น แทนทาลัม ทองแดง ไทเทเนียม ทังสเตน หรืออะลูมิเนียมบริสุทธิ์ 99.9999% ยึดติดบนพื้นผิว การกัดผิวนำไฟฟ้าของพื้นผิวด้วยไฟฟ้าหรือเคมีจะสร้างรูปแบบวงจรจุลภาคที่ใช้ในการทำงานของสารกึ่งตัวนำ

โลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้กันมากที่สุดในการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์คือ 6061 เพื่อให้แน่ใจว่าโลหะผสมมีประสิทธิภาพดีที่สุด โดยทั่วไปจะมีการเคลือบชั้นอะโนไดซ์ป้องกันบนพื้นผิวของโลหะ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน

เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง จึงต้องเฝ้าระวังการกัดกร่อนและปัญหาอื่นๆ อย่างใกล้ชิด พบว่ามีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เช่น การบรรจุในพลาสติก