ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಎಂದರೇನು?
ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನವು ವಿದ್ಯುತ್ ವಹನವನ್ನು ಬಳಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕವಾಗಿದ್ದು, ತಾಮ್ರದಂತಹ ವಾಹಕ ಮತ್ತು ಗಾಜಿನಂತಹ ಅವಾಹಕದ ನಡುವಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಸಾಧನಗಳು ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಥರ್ಮಿಯೋನಿಕ್ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಹನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಧುನಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅವು ನಿರ್ವಾತ ಕೊಳವೆಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿವೆ.
ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಯು ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಚಿಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿದೆ. ಮೊಬೈಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಬ್ಲೆಟ್‌ಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ನಮ್ಮ ಆಧುನಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳು, ಒಂದೇ ಚಿಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿಕೊಂಡಿರುವ ಶತಕೋಟಿ ಸಣ್ಣ ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಅರೆವಾಹಕ ವೇಫರ್‌ನಲ್ಲಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಿಸಬಹುದು.
ಅರೆವಾಹಕದ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹಲವಾರು ವಿಧಗಳಲ್ಲಿ ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಥವಾ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಬೆಳಕು ಅಥವಾ ಶಾಖಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಡೋಪ್ಡ್ ಮೊನೊಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಗ್ರಿಡ್‌ನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ವಿರೂಪದಿಂದಾಗಿ. ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿವರಣೆಯು ಸಾಕಷ್ಟು ವಿವರವಾಗಿದ್ದರೂ, ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಕುಶಲತೆಯು ನಮ್ಮ ಪ್ರಸ್ತುತ ಡಿಜಿಟಲ್ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿದೆ.
ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ?
ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನೇಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಅರೆವಾಹಕಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋಚಿಪ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಇದನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಆಯ್ಕೆಯನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗೆ ಉತ್ತಮ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (ಇಲ್ಲಿಯೇ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವ್ಯಾಲಿಗೆ ಅದರ ಹೆಸರು ಬಂದಿದೆ). ಇದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಇದು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ತಂತಿ ಬಂಧಗಳೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಜನವಾಗಿದೆ. ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ರಚಿಸುವುದು ಸುಲಭ ಎಂಬುದು ಸಹ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಅರೆವಾಹಕಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಹಂತವಾಗಿದೆ. ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿಯಂತಹ ಇತರ ಲೋಹಗಳು ಉತ್ತಮ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗಡಸುತನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಅವು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ.
ಅರೆವಾಹಕಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಚಲಿತ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಮೈಕ್ರೊಪ್ರೊಸೆಸರ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ನ್ಯಾನೊ ದಪ್ಪದ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳನ್ನು ಸ್ಪಟ್ಟರಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವನ್ನು ಗುರಿಯಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಲು ಅನಿಲದಿಂದ ತುಂಬಿದ ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ತಲಾಧಾರ ಪದರದ ಮೇಲೆ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಆರ್ಗಾನ್‌ನಂತಹ ಜಡ ಅನಿಲ.
ಈ ಗುರಿಗಳಿಗೆ ಬ್ಯಾಕಿಂಗ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್, ತಾಮ್ರ, ಟೈಟಾನಿಯಂ, ಟಂಗ್‌ಸ್ಟನ್ ಅಥವಾ 99.9999% ಶುದ್ಧ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರದ ವಾಹಕ ಮೇಲ್ಮೈಯ ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ಎಚ್ಚಣೆ ಅರೆವಾಹಕದ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ರಿ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
ಅರೆವಾಹಕ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹ 6061 ಆಗಿದೆ. ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಆನೋಡೈಸ್ಡ್ ಪದರವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಅವು ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಸಾಧನಗಳಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ತುಕ್ಕು ಹಿಡಿಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮವಾಗಿ ಗಮನಿಸಬೇಕು. ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ತುಕ್ಕು ಹಿಡಿಯುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳು ಕಂಡುಬಂದಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುವುದು.