O QUE É UM SEMICONDUTOR?
Um dispositivo semicondutor é um componente eletrônico que utiliza condução elétrica, mas possui características intermediárias entre as de um condutor, como o cobre, e as de um isolante, como o vidro. Esses dispositivos utilizam condução elétrica no estado sólido, em oposição ao estado gasoso ou à emissão termiônica no vácuo, e substituíram válvulas de vácuo na maioria das aplicações modernas.
O uso mais comum de semicondutores é em chips de circuitos integrados. Nossos dispositivos de computação modernos, incluindo celulares e tablets, podem conter bilhões de minúsculos semicondutores unidos em chips únicos, todos interconectados em uma única pastilha semicondutora.
A condutividade de um semicondutor pode ser manipulada de diversas maneiras, como pela introdução de um campo elétrico ou magnético, pela exposição à luz ou ao calor, ou pela deformação mecânica de uma grade de silício monocristalino dopado. Embora a explicação técnica seja bastante detalhada, a manipulação de semicondutores é o que tornou possível a nossa atual revolução digital.
COMO O ALUMÍNIO É USADO EM SEMICONDUTORES?
O alumínio possui muitas propriedades que o tornam uma escolha primária para uso em semicondutores e microchips. Por exemplo, o alumínio possui adesão superior ao dióxido de silício, um componente importante dos semicondutores (daí o nome do Vale do Silício). Suas propriedades elétricas, como baixa resistência elétrica e excelente contato com ligações de fios, são outro benefício do alumínio. Também importante é a facilidade de estruturar o alumínio em processos de corrosão a seco, uma etapa crucial na fabricação de semicondutores. Embora outros metais, como cobre e prata, ofereçam melhor resistência à corrosão e tenacidade elétrica, eles também são muito mais caros que o alumínio.
Uma das aplicações mais comuns do alumínio na fabricação de semicondutores é no processo de pulverização catódica (sputtering). A fina camada de nanoespessuras de metais de alta pureza e silício em wafers de microprocessadores é realizada por meio de um processo de deposição física de vapor conhecido como pulverização catódica. O material é ejetado de um alvo e depositado sobre uma camada de substrato de silício em uma câmara de vácuo preenchida com gás para facilitar o procedimento; geralmente um gás inerte, como o argônio.
As placas de suporte desses alvos são feitas de alumínio com materiais de alta pureza para deposição, como tântalo, cobre, titânio, tungstênio ou alumínio com 99,9999% de pureza, colados à sua superfície. A corrosão fotoelétrica ou química da superfície condutora do substrato cria os padrões microscópicos de circuitos utilizados na função do semicondutor.
A liga de alumínio mais comum no processamento de semicondutores é a 6061. Para garantir o melhor desempenho da liga, geralmente uma camada anodizada protetora será aplicada à superfície do metal, o que aumentará a resistência à corrosão.
Por serem dispositivos tão precisos, a corrosão e outros problemas devem ser monitorados de perto. Descobriu-se que vários fatores contribuem para a corrosão em dispositivos semicondutores, como, por exemplo, a embalagem plástica.