Aluminium bruges hovedsageligt som materiale til metalforbindelseslaget ved fremstilling af integrerede kredsløb. Metalforbindelseslaget er broen af elektrisk forbindelse mellem forskellige områder i chippen, hvilket er en vigtig del for at sikre chippens funktion og ydeevne.
1. Sammensætning og rolle af metalforbindelseslag
Metalforbindelseslaget i integrerede kredsløb bruges til at forbinde halvlederenheder såsom transistorer, dioder, modstande osv. for at realisere transmissionen af signaler og strømme. Efterhånden som størrelsen af integrerede kredsløb fortsætter med at krympe, bliver designet af metalforbindelseslaget og valget af materialer mere og mere vigtigt.
Struktur af sammenkoblingslag: En typisk metalforbindelsesstruktur består normalt af flere metallag adskilt af isoleringsmaterialer (f.eks. siliciumdioxid, siliciumnitrid osv.). Hvert metallag aflejres ved forskellige procestrin (f.eks. litografi, katodeforstøvning, galvanisering osv.) og udflades ved processer såsom kemisk mekanisk polering (CMP).
Anvendelser af aluminium: Aluminium bruges som et metallisk sammenkoblingsmateriale, normalt som et ledningslag af en chip, til at forbinde forskellige kredsløbselementer. Tynde film af aluminium er belagt på overfladen af chippen i form af fine ledninger, og det ønskede kredsløbsmønster dannes ved en ætsningsproces.
2. Aluminiums ledningsevne og signaltransmission
Aluminium er ideelt til fremstilling af metalforbindelser på grund af dets lave resistivitet og gode elektriske ledningsevne. Den transmitterer effektivt strømme og signaler og sikrer, at de forskellige dele af chippen kan forbindes elektrisk glat. Derudover gør aluminiums lette natur det særligt vigtigt i mikroelektronik, hvilket reducerer den fysiske størrelse af ledningerne i et kredsløb og øger tætheden af kredsløbet.
3. Eksterne tilslutninger af aluminium
Aluminium bruges også som materiale til at forbinde chips til eksterne kredsløb under emballering af integrerede kredsløb. Især i ældre integrerede kredsløbspakker blev aluminiumtråde ofte brugt til at forbinde chippens ben til eksterne ledninger. Disse aluminiumstråde forbinder IC'ens interne og eksterne kredsløb ved metalbinding, lodning osv. for at fuldføre chippens funktion.