Алуминият се използва главно като материал за металния свързващ слой в производството на интегрални схеми. Металният слой за свързване е мостът на електрическата връзка между различните области в чипа, което е важна част за осигуряване на функцията и производителността на чипа.
1. Състав и роля на металните свързващи слоеве
Металният слой за свързване в интегралните схеми се използва за свързване на полупроводникови устройства като транзистори, диоди, резистори и др., за да се реализира предаването на сигнали и токове. Тъй като размерът на интегралните схеми продължава да намалява, дизайнът на металния слой за свързване и изборът на материали стават все по-важни.
Структура на свързващи слоеве: Типичната метална свързваща структура обикновено се състои от множество метални слоеве, разделени от изолационни материали (напр. силициев диоксид, силициев нитрид и др.). Всеки метален слой се отлага чрез различни етапи на процеса (напр. литография, разпрашване, галванопластика и т.н.) и се изглажда чрез процеси като химично механично полиране (CMP).
Приложения на алуминия: Алуминият се използва като метален материал за свързване, обикновено като слой тел на чип, за свързване на различни елементи на веригата. Тънки слоеве от алуминий се нанасят върху повърхността на чипа във формата на фини жици и желаният модел на веригата се формира чрез процес на ецване.
2. Алуминиева проводимост и предаване на сигнала
Алуминият е идеален за производство на метални връзки поради ниското си съпротивление и добра електрическа проводимост. Той ефективно предава токове и сигнали, като гарантира, че различните части на чипа могат да бъдат електрически свързани гладко. В допълнение, леката природа на алуминия го прави особено важен в микроелектрониката, намалявайки физическия размер на проводниците във веригата и увеличавайки плътността на веригата.
3. Външни връзки от алуминий
Алуминият се използва и като материал за свързване на чипове към външни вериги по време на опаковането на интегрални схеми. Особено в по-старите пакети с интегрални схеми често се използват алуминиеви проводници за свързване на щифтовете на чипа към външни проводници. Тези алуминиеви проводници свързват вътрешните и външните вериги на IC чрез метално свързване, запояване и т.н., за да завършат функцията на чипа.