فن آوری های مدرن برای اعمال لایه های نازک روی سیلیکون در طول تولید تراشه ها در انتخاب مواد محدود است. به عنوان مثال، استرس فیزیکی در فیلم های ساخته شده از فلزات رخ می دهد، که برای فلزات نسوز قابل حذف نیستند و منجر به اختلال در عملکرد عادی می شود. محققان ژاپنی توانستند این مشکل را حل کنند و فناوری ای را پیشنهاد کردند که امکان ایجاد لایه های فلزی روی کریستال ها را بدون محدودیت فراهم می کند.
به طور سنتی، استرس فیزیکی در پوشش های فلزی لایه نازک در تراشه ها با بازپخت حذف می شد - گرم کردن کریستال تا دمایی که فلز هنوز ذوب نشده است، اما به اندازه کافی نرم می شود تا استرس را کاهش دهد. اگر این نواحی تنش باقی بمانند، به مرور زمان منجر به بروز ترک‌ها و شکاف‌ها می‌شود که تراشه را از کار می‌اندازد. اما این روش برای پوشش های لایه نازک ساخته شده از فلزات نسوز که باید برای از بین بردن تنش تا دماهای ناسازگار با عمر بسیاری از عناصر کریستال گرم شوند، مناسب نیست. علاوه بر این، گرمایش گران و دشوار است، که بر هزینه ریز مدارها تأثیر می گذارد.
با این حال، روشی برای اعمال لایه های نازک فلزات نسوز بدون ایجاد ولتاژ قابل توجهی در فیلم ها وجود دارد - این رسوب کندوپاش مگنترون پالسی (HiPIMS) است. اما در اینجا نیز یک ویژگی خاص وجود دارد. برای رسوب یکنواخت یون های فلزی "تبخیر" شده از هدف روی کریستال به طور همزمان با پالس HiPIMS، باید یک پالس برشی هماهنگ روی بستر اعمال شود. سپس ولتاژ در فیلم ها بسیار بسیار کم است و نیازی به بازپخت بیشتر ندارد.
دانشمندان دانشگاه متروپولیتن توکیو فناوری رسوب مگنترون پالسی را با کندوپاش بدون استفاده معمول از یک پالس برشی بر روی بستر پیشنهاد کرده‌اند. با مطالعه دقیق فرآیندهای رسوب گذاری، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که پالس برشی باید با کمی تاخیر اعمال شود. در مورد آنها، تأخیر 60 میکرو ثانیه بود، اما این برای ایجاد یک لایه تنگستن نازک با تنش بی‌سابقه کم 0,03 گیگا پاسکال کافی بود، که معمولاً تنها با بازپخت به دست می‌آید.
یک روش موثر برای به دست آوردن فیلم های بدون تنش بر فرآیندهای متالیزاسیون و تولید تراشه های نسل بعدی تأثیر می گذارد. این فناوری را می توان در سایر فلزات نیز به کار برد و نوید مزایای زیادی را برای صنعت الکترونیک می دهد.
همچنین بخوانید:
- دانشمندان کوچکترین و دقیق ترین مولد اعداد تصادفی را معرفی کرده اند
- کمبود چیپس می تواند منجر به افزایش تعداد تقلبی ها شود