안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
반도체 칩과 기판을 미세하게 연결하는 공정에서 금은 대체 불가능한 핵심 소재로 사용됩니다. 그 이유는 금만이 가진 고유의 물리적, 화학적 특성이 반도체의 신뢰성과 성능을 완벽하게 보장하기 때문입니다.
우선 금의 물리적 특징인 뛰어난 연성이 결정적인 역할을 합니다. 금은 모든 금속 중에서 실처럼 길게 늘어나는 성질인 연성이 가장 우수하여, 육안으로 보기 힘들 만큼 매우 가는 선인 금선으로 뽑아낼 수 있습니다. 반도체 칩이 고집적화되면서 연결해야 할 지점은 늘어나고 간격은 좁아지고 있는데, 금은 이렇게 미세한 두께로 가공하더라도 끊어지지 않고 정밀하게 배치될 수 있는 유일한 금속에 가깝습니다.
화학적인 안정성 또한 금을 선택하는 중요한 이유입니다. 금은 반응성이 매우 낮아 공기 중의 산소와 전혀 반응하지 않으며, 시간이 흘러도 산화막을 형성하지 않습니다. 만약 구리나 철처럼 산화되기 쉬운 금속을 사용한다면 접합 부위에 녹이 슬면서 전기 저항이 점차 높아지고, 결국 신호 전달에 오류가 생기거나 부품이 타버릴 수 있습니다. 반면 금은 부식되지 않으므로 접합 부위의 전기 저항이 영구적으로 일정하게 유지됩니다. 이러한 특성 덕분에 반도체는 가혹한 환경에서도 기판과 칩 사이의 신호를 손실 없이 안정적으로 전달하며 장기간 정상적으로 작동할 수 있습니다.