A vékony filmek szilíciumra történő felvitelére szolgáló modern technológiák a forgácsok gyártása során korlátozottak az anyagválasztásban. Például a fémből készült fóliákban fizikai igénybevétel lép fel, amelyeket nem lehet eltávolítani a tűzálló fémeknél, és ami a normál működés megzavarásához vezet. A japán kutatók meg tudták oldani ezt a problémát, és olyan technológiát javasoltak, amely korlátozás nélkül lehetővé teszi fémfilmek létrehozását kristályokon.
Hagyományosan a forgácsok vékonyrétegű fémbevonatainak fizikai igénybevételét lágyítással távolították el - a kristályt olyan hőmérsékletre hevítették, ahol a fém még nem olvadt meg, de eléggé meglágyul ahhoz, hogy enyhítse a feszültséget. Ha ezeket a feszülési területeket meghagyjuk, akkor az idővel repedések és repedések megjelenéséhez vezet, ami a chipet rendellenessé tenné. Ez a módszer azonban nem alkalmas tűzálló fémekből készült vékonyréteg-bevonatokhoz, amelyeket fel kell melegíteni, hogy a feszültséget a kristály számos elemének élettartamával össze nem egyeztethető hőmérsékletre eltávolítsák. Ezenkívül a fűtés drága és nehéz, ami befolyásolja a mikroáramkörök költségeit.
Létezik azonban egy módszer a tűzálló fémek vékony filmjeinek felhordására anélkül, hogy jelentős feszültség keletkezne a filmekben – ez az impulzusos magnetronos porlasztásos leválasztás (HiPIMS). De itt is van egy sajátosság. A HiPIMS impulzussal egyidejűleg a célpontról "elpárolgott" fémionok egyenletes lerakódásához a hordozóra szinkronizált nyíróimpulzust kell alkalmazni. Ekkor a fóliák feszültsége nagyon-nagyon alacsony, és nem igényel további izzítást.
A Tokiói Metropolitan Egyetem tudósai egy impulzusos magnetron-leválasztás technológiáját javasolták porlasztással, anélkül, hogy a szubsztrátumon szokásos nyíróimpulzusokat alkalmaznának. A lerakódási folyamatok részletes tanulmányozása után a tudósok megállapították, hogy a nyíróimpulzust kis késéssel kell alkalmazni. Esetükben a késleltetés 60 µs volt, de ez elég volt ahhoz, hogy egy vékony, 0,03 GPa feszültségű vékony volfrámfilmet hozzanak létre, amely általában csak lágyítással érhető el.
A feszültségmentes fóliák előállításának hatékony módszere hatással lesz a fémezési folyamatokra és a következő generációs forgácsok előállítására. Ez a technológia más fémeknél is alkalmazható, és nagy előnyökkel kecsegtet az elektronikai ipar számára.
Olvassa el még:
- A tudósok bemutatták a legkisebb és legpontosabb véletlenszám-generátort
- A chipek hiánya a hamisítványok számának növekedéséhez vezethet