Mūsdienu tehnoloģijas plānu kārtiņu uzklāšanai uz silīcija mikroshēmu ražošanas laikā ir ierobežotas materiālu izvēlē. Piemēram, fiziska spriedze rodas plēvēs, kas izgatavotas no metāliem, kuras nevar noņemt ugunsizturīgiem metāliem un kas izraisa normālas darbības traucējumus. Pētnieki no Japānas spēja atrisināt šo problēmu un piedāvāja tehnoloģiju, kas ļautu bez ierobežojumiem izveidot metāla plēves uz kristāliem.
Tradicionāli fizikālo spriedzi plānās kārtiņas metāla pārklājumos skaidās noņēma, atkausējot – karsējot kristālu līdz temperatūrai, kurā metāls vēl nav izkusis, bet pietiekami mīkstina, lai mazinātu stresu. Ja šīs spriedzes zonas tiek atstātas, ar laiku tas izraisītu plaisu un plaisu parādīšanos, kas izvestu mikroshēmu no ierindas. Bet šī metode nav piemērota plānslāņa pārklājumiem, kas izgatavoti no ugunsizturīgiem metāliem, kuri ir jāuzsilda, lai noņemtu stresu līdz temperatūrai, kas nav savienojama ar daudzu kristāla elementu kalpošanas laiku. Turklāt apkure ir dārga un sarežģīta, kas ietekmē mikroshēmu izmaksas.
Tomēr ir metode, kā uzklāt plānas ugunsizturīgo metālu kārtiņas, neradot plēvēs ievērojamu spriegumu - tā ir impulsa magnetrona izsmidzināšana (HiPIMS). Bet arī šeit ir kāda īpatnība. Vienmērīgai no mērķa "iztvaicēto" metāla jonu nogulsnēšanai uz kristāla vienlaikus ar HiPIMS impulsu, substrātam jāpieliek sinhronizēts bīdes impulss. Tad spriegums plēvēs ir ļoti, ļoti zems un nav nepieciešama turpmāka atkausēšana.
Zinātnieki no Tokijas Metropolitēna universitātes ir ierosinājuši impulsu magnetronu nogulsnēšanas tehnoloģiju, izsmidzinot, neizmantojot parasto bīdes impulsu uz substrāta. Detalizēti izpētot nogulsnēšanās procesus, zinātnieki noteica, ka bīdes impulss jāpieliek ar nelielu nokavēšanos. Viņu gadījumā aizkave bija 60 µs, taču ar to pietika, lai izveidotu plānu volframa plēvi ar nepieredzēti zemu spriegumu 0,03 GPa, ko parasti panāk tikai atkausējot.
Efektīva bezsprieguma plēvju iegūšanas metode ietekmēs metalizācijas procesus un nākamās paaudzes mikroshēmu ražošanu. Šo tehnoloģiju var izmantot citiem metāliem, un tā sola lielas priekšrocības elektronikas nozarei.
Lasi arī:
- Zinātnieki ir ieviesuši mazāko un precīzāko nejaušo skaitļu ģeneratoru
- Mikroshēmu trūkums var izraisīt viltojumu skaita pieaugumu