एल्युमीनियम का उपयोग मुख्य रूप से एकीकृत सर्किट निर्माण में धातु इंटरकनेक्ट परत के लिए एक सामग्री के रूप में किया जाता है। मेटल इंटरकनेक्ट परत चिप में विभिन्न क्षेत्रों के बीच विद्युत कनेक्शन का पुल है, जो चिप के कार्य और प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
1. मेटल इंटरकनेक्ट परतों की संरचना और भूमिका
एकीकृत सर्किट में धातु इंटरकनेक्ट परत का उपयोग सिग्नल और धाराओं के संचरण का एहसास करने के लिए ट्रांजिस्टर, डायोड, प्रतिरोधक इत्यादि जैसे अर्धचालक उपकरणों को जोड़ने के लिए किया जाता है। जैसे-जैसे एकीकृत सर्किट का आकार सिकुड़ता जा रहा है, मेटल इंटरकनेक्ट परत का डिज़ाइन और सामग्री का चुनाव अधिक से अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
इंटरकनेक्ट परतों की संरचना: एक विशिष्ट धातु इंटरकनेक्ट संरचना में आमतौर पर इन्सुलेट सामग्री (जैसे, सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकॉन नाइट्राइड, आदि) द्वारा अलग की गई कई धातु परतें होती हैं। प्रत्येक धातु की परत को विभिन्न प्रक्रिया चरणों (जैसे, लिथोग्राफी, स्पटरिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, आदि) द्वारा जमा किया जाता है और रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) जैसी प्रक्रियाओं द्वारा चपटा किया जाता है।
एल्युमीनियम के अनुप्रयोग: एल्युमीनियम का उपयोग धातु इंटरकनेक्ट सामग्री के रूप में किया जाता है, आमतौर पर विभिन्न सर्किट तत्वों को जोड़ने के लिए चिप की तार परत के रूप में। चिप की सतह पर एल्युमीनियम की पतली फिल्में महीन तारों के आकार में चढ़ायी जाती हैं, और नक़्क़ाशी प्रक्रिया द्वारा वांछित सर्किट पैटर्न बनाया जाता है।
2. एल्यूमीनियम चालकता और सिग्नल ट्रांसमिशन
एल्युमीनियम अपनी कम प्रतिरोधकता और अच्छी विद्युत चालकता के कारण धातु इंटरकनेक्ट बनाने के लिए आदर्श है। यह कुशलतापूर्वक धाराओं और संकेतों को प्रसारित करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि चिप के विभिन्न हिस्सों को विद्युत रूप से आसानी से जोड़ा जा सके। इसके अलावा, एल्युमीनियम की हल्की प्रकृति इसे माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में विशेष रूप से महत्वपूर्ण बनाती है, जिससे सर्किट में तारों का भौतिक आकार कम हो जाता है और सर्किट का घनत्व बढ़ जाता है।
3. एल्यूमीनियम के बाहरी कनेक्शन
एकीकृत सर्किट की पैकेजिंग के दौरान चिप्स को बाहरी सर्किट से जोड़ने के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग सामग्री के रूप में भी किया जाता है। विशेष रूप से पुराने एकीकृत सर्किट पैकेजों में, चिप के पिनों को बाहरी तारों से जोड़ने के लिए अक्सर एल्यूमीनियम तारों का उपयोग किया जाता था। ये एल्यूमीनियम तार चिप के कार्य को पूरा करने के लिए मेटल बॉन्डिंग, सोल्डरिंग आदि द्वारा आईसी के आंतरिक और बाहरी सर्किट को जोड़ते हैं।