Suvremene tehnologije za nanošenje tankih filmova na silicij tijekom proizvodnje čipova ograničene su u izboru materijala. Na primjer, u folijama od metala dolazi do fizičkog naprezanja, koje se kod vatrostalnih metala ne može ukloniti i što dovodi do poremećaja normalnog rada. Istraživači iz Japana uspjeli su riješiti ovaj problem i predložili su tehnologiju koja bi omogućila stvaranje metalnih filmova na kristalima bez ograničenja.
Tradicionalno, fizičko naprezanje u tankoslojnim metalnim prevlakama u čipovima uklanjalo se žarenjem - zagrijavanjem kristala do temperatura na kojima se metal još nije otopio, ali je dovoljno omekšao da ublaži naprezanje. Ako se ta područja napetosti ostave, to bi s vremenom dovelo do pojave pukotina i pukotina, što bi izbacilo strugotinu iz reda. Ali ova metoda nije prikladna za tankoslojne premaze izrađene od vatrostalnih metala, koji se moraju zagrijati kako bi se uklonio stres do temperatura koje nisu kompatibilne s vijekom trajanja mnogih elemenata kristala. Osim toga, grijanje je skupo i teško, što utječe na cijenu mikro krugova.
Međutim, postoji metoda za nanošenje tankih slojeva vatrostalnih metala bez stvaranja značajnog napona u filmovima - to je pulsno magnetronsko raspršivanje (HiPIMS). Ali i ovdje postoji jedna posebnost. Za ravnomjerno taloženje metalnih iona koji su "isparili" iz mete na kristalu istovremeno s HiPIMS pulsom, na podlogu se mora primijeniti sinkronizirani smični impuls. Tada je napon u filmovima vrlo, vrlo nizak i ne zahtijeva daljnje žarenje.
Znanstvenici sa sveučilišta Tokyo Metropolitan predložili su tehnologiju pulsirajućeg magnetronskog taloženja raspršivanjem bez uobičajene primjene smičnih impulsa na podlogu. Nakon što su detaljno proučili procese taloženja, znanstvenici su utvrdili da se smični puls mora primijeniti s malim kašnjenjem. 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.
Učinkovita metoda dobivanja filmova bez stresa utjecat će na procese metalizacije i proizvodnju čipova sljedeće generacije. Ova se tehnologija može primijeniti na druge metale i obećava velike prednosti za elektroničku industriju.
Pročitajte također:
- Znanstvenici su predstavili najmanji i najprecizniji generator slučajnih brojeva
- Manjak čipova može dovesti do povećanja broja krivotvorina