Съвременните технологии за нанасяне на тънки филми върху силиций по време на производството на чипове са ограничени в избора на материали. Например, във филми, направени от метали, възниква физическо напрежение, което не може да бъде отстранено за огнеупорни метали и което води до нарушаване на нормалната работа. Изследователи от Япония успяха да разрешат този проблем и предложиха технология, която би позволила създаването на метални филми върху кристали без ограничения.
Традиционно физическото напрежение в тънкослойните метални покрития в чипове се премахва чрез отгряване - нагряване на кристала до температури, при които металът все още не се е разтопил, но се размеква достатъчно, за да облекчи напрежението. Ако тези зони на опън са оставени, то с течение на времето това би довело до появата на пукнатини и нацепвания, които биха извадили чипа от строя. Но този метод не е подходящ за тънкослойни покрития от огнеупорни метали, които трябва да се нагряват, за да се премахне напрежението до температури, несъвместими с живота на много елементи от кристала. Освен това отоплението е скъпо и трудно, което се отразява на цената на микросхемите.
Съществува обаче метод за нанасяне на тънки слоеве от огнеупорни метали без създаване на значително напрежение във филмите - това е импулсно магнетронно разпрашване (HiPIMS). Но и тук има една особеност. За равномерно отлагане на метални йони, "изпарени" от мишената върху кристала едновременно с импулса HiPIMS, трябва да се приложи синхронизиран импулс на срязване към субстрата. Тогава напрежението във филмите е много, много ниско и не изисква допълнително отгряване.
Учени от Токийския столичен университет предложиха технология за импулсно магнетронно отлагане чрез разпръскване без обичайното прилагане на срязващ импулс към субстрата. След като са проучили подробно процесите на отлагане, учените са установили, че срязващият импулс трябва да се прилага с леко забавяне. В техния случай забавянето беше 60 µs, но това беше достатъчно, за да се създаде тънък волфрамов филм с безпрецедентно ниско напрежение от 0,03 GPa, което обикновено се постига само чрез отгряване.
Ефективен метод за получаване на филми без напрежение ще повлияе на процесите на метализация и производството на чипове от следващо поколение. Тази технология може да се приложи към други метали и обещава големи ползи за електронната индустрия.
Прочетете също:
- Учени представиха най-малкия и точен генератор на случайни числа
- Недостигът на чипове може да доведе до увеличаване на броя на фалшификатите