Οι σύγχρονες τεχνολογίες για την εφαρμογή λεπτών μεμβρανών σε πυρίτιο κατά την παραγωγή τσιπς είναι περιορισμένες στην επιλογή υλικών. Για παράδειγμα, η φυσική καταπόνηση εμφανίζεται σε μεμβράνες από μέταλλα, τα οποία δεν μπορούν να αφαιρεθούν για πυρίμαχα μέταλλα και η οποία οδηγεί σε διακοπή της κανονικής λειτουργίας. Ερευνητές από την Ιαπωνία μπόρεσαν να λύσουν αυτό το πρόβλημα και πρότειναν μια τεχνολογία που θα επέτρεπε τη δημιουργία μεταλλικών μεμβρανών σε κρυστάλλους χωρίς περιορισμούς.
Παραδοσιακά, η φυσική καταπόνηση στις επιστρώσεις μετάλλων λεπτής μεμβράνης σε τσιπς αφαιρέθηκε με ανόπτηση - θέρμανση του κρυστάλλου σε θερμοκρασίες όπου το μέταλλο δεν έχει ακόμη λιώσει, αλλά μαλακώνει αρκετά για να ανακουφίσει την πίεση. Εάν αφεθούν αυτές οι περιοχές τάσης, τότε με την πάροδο του χρόνου θα οδηγούσε στην εμφάνιση ρωγμών και σχισμών, που θα έφερναν το τσιπ εκτός λειτουργίας. Αλλά αυτή η μέθοδος δεν είναι κατάλληλη για επικαλύψεις λεπτής μεμβράνης από πυρίμαχα μέταλλα, τα οποία πρέπει να θερμαίνονται για να απομακρυνθεί η πίεση σε θερμοκρασίες ασυμβίβαστες με τη διάρκεια ζωής πολλών στοιχείων του κρυστάλλου. Επιπλέον, η θέρμανση είναι ακριβή και δύσκολη, γεγονός που επηρεάζει το κόστος των μικροκυκλωμάτων.
Ωστόσο, υπάρχει μια μέθοδος για την εφαρμογή λεπτών υμενίων πυρίμαχων μετάλλων χωρίς τη δημιουργία σημαντικής τάσης στα φιλμ - αυτή είναι η παλμική εναπόθεση διασκορπισμού μαγνητρόν (HiPIMS). Όμως και εδώ υπάρχει μια ιδιαιτερότητα. Για την ομοιόμορφη εναπόθεση μεταλλικών ιόντων που «εξατμίζονται» από τον στόχο στον κρύσταλλο ταυτόχρονα με τον παλμό HiPIMS, πρέπει να εφαρμοστεί συγχρονισμένος παλμός διάτμησης στο υπόστρωμα. Τότε η τάση στα φιλμ είναι πολύ, πολύ χαμηλή και δεν απαιτεί περαιτέρω ανόπτηση.
Επιστήμονες από το Μητροπολιτικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο πρότειναν μια τεχνολογία παλμικής εναπόθεσης μαγνητρονίων με ψεκασμό χωρίς τη συνήθη εφαρμογή διατμητικού παλμού στο υπόστρωμα. Έχοντας μελετήσει λεπτομερώς τις διαδικασίες εναπόθεσης, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ο παλμός διάτμησης πρέπει να εφαρμοστεί με μικρή καθυστέρηση. Στην περίπτωσή τους, η καθυστέρηση ήταν 60 µs, αλλά αυτό ήταν αρκετό για να δημιουργηθεί μια λεπτή μεμβράνη βολφραμίου με πρωτοφανώς χαμηλή τάση 0,03 GPa, η οποία συνήθως επιτυγχάνεται μόνο με ανόπτηση.
Μια αποτελεσματική μέθοδος απόκτησης μεμβρανών χωρίς στρες θα επηρεάσει τις διαδικασίες επιμετάλλωσης και την παραγωγή τσιπ επόμενης γενιάς. Αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα μέταλλα και υπόσχεται μεγάλα οφέλη για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών.
Διαβάστε επίσης:
- Οι επιστήμονες παρουσίασαν τη μικρότερη και ακριβέστερη γεννήτρια τυχαίων αριθμών
- Η έλλειψη τσιπ μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση του αριθμού των πλαστών