안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
금은 반도체 내부의 핵심 소자와 외부 기판을 연결하는 미세 배선과 전극의 표면 마감재로 사용되며 대체 불가능한 가치를 지니고 있습니다. 반도체 칩은 완성이 되더라도 외부 시스템과 전기 신호를 주고받을 수 있어야 비로소 제 기능을 하는데, 이 과정에서 아주 가느다란 선으로 연결하는 후공정 패키징 단계가 필수적입니다. 이때 물리적 연성과 전성이 가장 뛰어난 금을 사용하면 머리카락보다 수십 배 가는 두께로 와이어를 뽑아내도 중간에 끊어지지 않고 정밀한 접합 작업을 수행할 수 있습니다.
반도체 배선 재료로 흔히 쓰이는 구리나 알루미늄과 비교했을 때 금의 가장 큰 장점은 화학적 비활성입니다. 구리는 전도성이 더 우수하지만 공기 중의 산소나 수분에 노출되면 표면이 빠르게 부식되어 절연막이 형성되고 접촉 저항이 급격히 증가합니다. 알루미늄 역시 자연 산화막이 생겨 신뢰성이 떨어집니다. 반면 금은 고온 고습한 환경에서도 전혀 산화되지 않아 시간이 흘러도 완벽한 신뢰성을 유지합니다. 또한 구리는 금속 자체가 단단하여 미세 패드에 강하게 접합할 때 하부 실리콘 기판에 균열을 일으킬 수 있는 반면, 금은 매우 부드러워 소자에 기계적 충격을 주지 않습니다. 강한 전류가 흐를 때 금속 원자가 밀려 나가 선이 끊어지는 전기이동 현상에도 강해 반도체의 장기 내구성을 보장합니다.