Moderní technologie nanášení tenkých vrstev na křemík při výrobě čipů jsou omezené ve výběru materiálů. Například u fólií vyrobených z kovů dochází k fyzickému namáhání, které nelze u žáruvzdorných kovů odstranit a které vede k narušení normálního provozu. Výzkumníci z Japonska dokázali tento problém vyřešit a navrhli technologii, která by umožnila vytvářet kovové filmy na krystalech bez omezení.
Tradičně se fyzické napětí v tenkovrstvých kovových povlacích v čipech odstraňovalo žíháním – zahřátím krystalu na teploty, kdy se kov ještě neroztavil, ale dostatečně změkne, aby se napětí uvolnilo. Pokud jsou tyto oblasti napětí ponechány, časem by to vedlo ke vzniku prasklin a rozštěpení, což by čip vyřadilo z provozu. Tato metoda však není vhodná pro tenkovrstvé povlaky ze žáruvzdorných kovů, které se musí zahřívat, aby se odstranilo pnutí na teploty neslučitelné s životností mnoha prvků krystalu. Kromě toho je vytápění drahé a obtížné, což ovlivňuje náklady na mikroobvody.
Existuje však metoda pro nanášení tenkých vrstev žáruvzdorných kovů bez vytváření významného napětí ve vrstvách - jedná se o pulzní magnetronové naprašování (HiPIMS). Ale i zde je jedna zvláštnost. Pro rovnoměrnou depozici kovových iontů „odpařených“ z terče na krystal současně s pulzem HiPIMS musí být na substrát aplikován synchronizovaný smykový pulz. Potom je napětí ve filmech velmi, velmi nízké a nevyžaduje další žíhání.
Vědci z Tokyo Metropolitan University navrhli technologii pulzního magnetronového nanášení naprašováním bez obvyklé aplikace smykového pulzu na substrát. Po podrobném prostudování depozičních procesů vědci zjistili, že smykový pulz musí být aplikován s mírným zpožděním. V jejich případě bylo zpoždění 60 µs, ale to stačilo k vytvoření tenkého wolframového filmu s bezprecedentně nízkým napětím 0,03 GPa, kterého se obvykle dosahuje pouze žíháním.
Efektivní způsob získávání filmů bez pnutí ovlivní procesy pokovování a výrobu čipů nové generace. Tato technologie může být aplikována na jiné kovy a slibuje velké výhody pro elektronický průmysl.
Přečtěte si také:
- Vědci představili nejmenší a nejpřesnější generátor náhodných čísel
- Nedostatek čipů může vést ke zvýšení počtu padělků