Moderne tehnologije za nanošenje tankih filmova na silicijum prilikom proizvodnje čipova ograničene su u izboru materijala. Na primjer, fizički stres se javlja u filmovima napravljenim od metala, koji se ne mogu ukloniti za vatrostalne metale i što dovodi do poremećaja normalnog rada. Istraživači iz Japana uspjeli su riješiti ovaj problem i predložili tehnologiju koja bi omogućila stvaranje metalnih filmova na kristalima bez ograničenja.
Tradicionalno, fizički stres u tankoslojnim metalnim prevlakama u čipovima uklonjen je žarenjem – zagrijavanjem kristala na temperature na kojima se metal još nije otopio, ali dovoljno omekša da ublaži stres. Ako se ova područja napetosti ostave, to bi vremenom dovelo do pojave pukotina i rascjepa, što bi dovelo do kvara čipa. Ali ova metoda nije prikladna za tankoslojne premaze od vatrostalnih metala, koji se moraju zagrijati kako bi se uklonio stres do temperatura koje nisu kompatibilne sa životnim vijekom mnogih elemenata kristala. Osim toga, grijanje je skupo i teško, što utječe na cijenu mikro krugova.
Međutim, postoji metoda za nanošenje tankih filmova vatrostalnih metala bez stvaranja značajnog napona u filmovima - to je pulsno magnetronsko raspršivanje (HiPIMS). Ali i ovdje postoji jedna posebnost. Za ravnomjerno taloženje metalnih jona koji su "isparili" iz mete na kristal istovremeno sa HiPIMS impulsom, na podlogu se mora primijeniti sinhronizirani smičući impuls. Tada je napon u filmovima vrlo, vrlo nizak i ne zahtijeva dalje žarenje.
Naučnici sa Tokyo Metropolitan University predložili su tehnologiju pulsnog magnetronskog taloženja raspršivanjem bez uobičajene primjene smičnog impulsa na podlogu. Nakon što su detaljno proučili procese taloženja, naučnici su utvrdili da se smični impuls mora primijeniti s malim zakašnjenjem. U njihovom slučaju, kašnjenje je bilo 60 µs, ali to je bilo dovoljno za stvaranje tankog volframovog filma s neviđeno niskim naprezanjem od 0,03 GPa, što se obično postiže samo žarenjem.
Efikasna metoda dobijanja filmova bez stresa će uticati na procese metalizacije i proizvodnju čipova sledeće generacije. Ova tehnologija se može primijeniti na druge metale i obećava velike prednosti za elektronsku industriju.
Pročitajte također:
- Naučnici su predstavili najmanji i najprecizniji generator slučajnih brojeva
- Nedostatak čipova može dovesti do povećanja broja krivotvorina