آلومینا در الکترونیک و صنعت نیمرسانا

اکسید آلومینیوم یا آلومینا دارای ویژگیهای خاصی می باشد که باعث شده است در صنعت نیمرسانا و الکترونیک کاربردهای ویژه ای پیدا کند. اکسید آلومینیوم عایق الکتریسیته است و از طرفی دارای هدایت گرمایی و ضریب دی الکتریک بالایی می باشد. همینطور مقاومت آن نسبت به دماهای بالا بسیار خوب می باشد. نقطه ی ذوب اکسید آلومینیوم برابر با  ۲,۰۷۲°C می باشد. اکسید آلومینیوم دارای سختی بسیار بالایی است و در برابر سایش و خوردگی مقاومت بسیار بالایی دارد. همه ی این ویژگیها باعث می شود تا سرامیک های آلومینیوم در صنعت الکترونیک مورد استفاده قرار گیرد.

در صنعت نیم رساناها، اکسید آلومینیوم تحت خلا تبخیر شده و یک فیلم دی الکتریک تشکیل می شود.

در پوشش های اپتیکال نیز از تبخیر اکسید آلومینیوم در خلا یک لایه ی آینه ای حفاظتی به دست می آید.

لایه نشانی و تبخیر اکسید آلومینیوم هم می تواند به صورت حرارتی انجام شود و هم توسط E-beam . از آنجاییکه نقطه ی ذوب اکسید الومینیوم بسیار بالا می باشد از روش E-beam بیشتر استفاده می شود.

تبخیر دمایی اکسید آلومینیوم بسیار مشکل می باشد زیرا برای رسیدن به سرعت لایه نشانی قابل قبول باید حرارت دادن مواد در دمای بالا انجام شود. این دما برای اکسید آلومینیم باید حدود ۲,۱۰۰°C باشد. منابعی که در حال حاضر برای تبخیر استفاده می شوند دارای محدودیت دمایی هستند. از این رو روش e-beam یا اسپاترینگ روشی است که که معمولا ترجیح داده می شود. اما اگر تبخیر دمایی تنها گزینه ی در دسترس باشد، میتوان از قایقک تنگستن برای این منظور استفاده کرد. البته طول عمر این قایقک ها محدود می باشد زیرا در طی فرایند تبخیر، اکسید آلومینیوم سرانجام وارد واکنش با تنگستن خواهد شد.

عایق الکتریکی: اکسید آلومینیوم با وجود اینکه دارای رسانایی حرارتی نسبتا خوبی است، اما رسانایی الکتریکی ندارد. بنابراین به عنوان عایق در مدارهای مجتمع (IC) استفاده می شود. برای این کاربرد از آنجاییکه برای این کاربرد نیاز به یک فیلم لایه نازک و هموار از اکسید آلومینیوم می باشد، از روش لایه نشانی اتمی استفاده می شود. به این صورت که فیلم اکسید آلومینیوم با تبادل شیمیایی ترکیب تری متیل آلومینیوم  با آب یا ازن تشکیل می شود:

۲ Al(CH3)3 + ۳ H2O → Al2O3 + ۶ CH4

۲ Al(CH3)3 + O3 → Al2O3 + ۳ C2H6

 

 

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *