අර්ධ සන්නායක යනු කුමක්ද?
අර්ධ සන්නායක උපාංගයක් යනු විද්‍යුත් සන්නයනය භාවිතා කරන ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචකයකි, නමුත් සන්නායකයක් අතර ඇති ලක්ෂණ ඇත, උදාහරණයක් ලෙස තඹ සහ වීදුරු වැනි පරිවාරකයක. මෙම උපකරණ රික්තකයේ වායුමය තත්වයේ හෝ තාපජ විමෝචනයට ප්‍රතිවිරුද්ධව ඝන අවස්ථාවේ විද්‍යුත් සන්නයනය භාවිතා කරන අතර ඒවා බොහෝ නවීන යෙදුම්වල රික්තක නල ප්‍රතිස්ථාපනය කර ඇත.
අර්ධ සන්නායකවල බහුලව භාවිතා වන්නේ සංයුක්ත පරිපථ චිප් වලය. ජංගම දුරකථන සහ ටැබ්ලට් ඇතුළු අපගේ නවීන පරිගණක උපාංග, එක් අර්ධ සන්නායක වේෆරයක් මත අන්තර් සම්බන්ධිත තනි චිප්ස් මත එක් වූ කුඩා අර්ධ සන්නායක බිලියන ගණනක් අඩංගු විය හැක.
අර්ධ සන්නායකයක සන්නායකතාවය විද්‍යුත් හෝ චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් හඳුන්වා දීමෙන්, ආලෝකයට හෝ තාපයට නිරාවරණය කිරීමෙන් හෝ මාත්‍රණය කරන ලද මොනොක්‍රිස්ටලීන් සිලිකන් ජාලයක යාන්ත්‍රික විරූපණය හේතුවෙන් ක්‍රම කිහිපයකින් හැසිරවිය හැක. තාක්ෂණික පැහැදිලි කිරීම තරමක් සවිස්තරාත්මක වන අතර, අර්ධ සන්නායක හැසිරවීම අපගේ වර්තමාන ඩිජිටල් විප්ලවය කළ හැකි කර ඇත.
අර්ධ සන්නායකවල ඇලුමිනියම් භාවිතා කරන්නේ කෙසේද?
ඇලුමිනියම් බොහෝ ගුණ ඇති අතර එය අර්ධ සන්නායක සහ මයික්‍රොචිප් වල භාවිතය සඳහා මූලික තේරීමක් කරයි. නිදසුනක් වශයෙන්, ඇලුමිනියම් අර්ධ සන්නායකවල ප්‍රධාන සංරචකයක් වන සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වලට වඩා උසස් ඇලීමක් ඇත (සිලිකන් නිම්නය එහි නම ලැබුණේ මෙතැනින්). එහි විද්‍යුත් ගුණාංග, එනම් එයට අඩු විද්‍යුත් ප්රතිරෝධයක් තිබීම සහ වයර් බන්ධන සමඟ විශිෂ්ට සම්බන්ධතාවක් ඇති කිරීම ඇලුමිනියම් වල තවත් වාසියකි. එසේම වැදගත් වන්නේ අර්ධ සන්නායක සෑදීමේ තීරණාත්මක පියවරක් වන වියළි කැටයම් ක්‍රියාවලීන්හිදී ඇලුමිනියම් ව්‍යුහගත කිරීම පහසුය. තඹ සහ රිදී වැනි අනෙකුත් ලෝහ, වඩා හොඳ විඛාදන ප්රතිරෝධයක් සහ විදුලි දෘඪතාවක් ලබා දෙන අතර, ඒවා ඇලුමිනියම් වලට වඩා බෙහෙවින් මිල අධිකය.
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනය සඳහා ඇලුමිනියම් සඳහා වඩාත් ප්රචලිත යෙදුමක් වන්නේ ස්පුටර් තාක්ෂණයේ ක්රියාවලියයි. මයික්‍රොප්‍රොසෙසර් වේෆර්වල ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් ලෝහවල සහ සිලිකන්වල නැනෝ ඝනකම තුනී ස්ථර කිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ ස්පුටරින් ලෙස හඳුන්වන භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් මගිනි. ද්‍රව්‍ය ඉලක්කයකින් ඉවතට ගෙන ක්‍රියා පටිපාටිය පහසු කිරීම සඳහා වායුවෙන් පුරවා ඇති රික්ත කුටීරයක සිලිකන් උපස්ථර තට්ටුවක් මත තැන්පත් කරනු ලැබේ; සාමාන්යයෙන් ආගන් වැනි නිෂ්ක්රිය වායුවකි.
මෙම ඉලක්ක සඳහා පිටුබලය තහඩු ඇලුමිනියම් වලින් සාදා ඇති අතර ඒවා තැන්පත් කිරීම සඳහා ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ටැන්ටලම්, තඹ, ටයිටේනියම්, ටංස්ටන් හෝ 99.9999% පිරිසිදු ඇලුමිනියම් ඒවායේ මතුපිටට බැඳී ඇත. උපස්ථරයේ සන්නායක පෘෂ්ඨයේ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් හෝ රසායනික කැටයම් කිරීම අර්ධ සන්නායකයේ ක්‍රියාකාරිත්වයේ භාවිතා වන අන්වීක්ෂීය පරිපථ රටා නිර්මාණය කරයි.
අර්ධ සන්නායක සැකසීමේදී වඩාත් සුලභ ඇලුමිනියම් මිශ්‍ර ලෝහය 6061 වේ. මිශ්‍ර ලෝහයේ හොඳම ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කිරීම සඳහා, සාමාන්යයෙන් ලෝහයේ මතුපිටට ආරක්ෂිත ඇනෝඩීකරණය කළ තට්ටුවක් යොදනු ලැබේ, එය විඛාදන ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි.
ඒවා එතරම් නිවැරදි උපාංග නිසා, විඛාදන සහ අනෙකුත් ගැටළු සමීපව නිරීක්ෂණය කළ යුතුය. අර්ධ සන්නායක උපාංගවල විඛාදනයට දායක වන සාධක කිහිපයක් සොයාගෙන ඇත, උදාහරණයක් ලෙස ඒවා ප්ලාස්ටික් ඇසුරුම් කිරීම.