Moderne teknologier for påføring av tynne filmer på silisium under produksjon av chips er begrenset i valg av materialer. For eksempel oppstår fysisk stress i filmer laget av metaller, som ikke kan fjernes for ildfaste metaller og som fører til forstyrrelse av normal drift. Forskere fra Japan var i stand til å løse dette problemet og foreslo en teknologi som ville tillate å lage metallfilmer på krystaller uten begrensninger.
Tradisjonelt ble fysisk stress i tynnfilmmetallbelegg i flis fjernet ved gløding – oppvarming av krystallen til temperaturer hvor metallet ennå ikke har smeltet, men mykner nok til å avlaste stresset. Hvis disse spenningsområdene er igjen, vil det over tid føre til sprekker og sprekker, noe som vil bringe brikken ut av drift. Men denne metoden er ikke egnet for tynnfilmbelegg laget av ildfaste metaller, som må varmes opp for å fjerne stress til temperaturer som er uforenlige med levetiden til mange elementer i krystallen. I tillegg er oppvarming dyrt og vanskelig, noe som påvirker kostnadene for mikrokretser.
Det finnes imidlertid en metode for å påføre tynne filmer av ildfaste metaller uten å skape en betydelig spenning i filmene - dette er pulserende magnetronforstøvningsavsetning (HiPIMS). Men også her er det en særegenhet. For jevn avsetning av metallioner "fordampet" fra målet på krystallen samtidig med HiPIMS-pulsen, må en synkronisert skjærpuls påføres substratet. Da er spenningen i filmene veldig, veldig lav og krever ikke ytterligere gløding.
Forskere fra Tokyo Metropolitan University har foreslått en teknologi for pulserende magnetronavsetning ved sputtering uten vanlig påføring av en skjærpuls på underlaget. Etter å ha studert avsetningsprosessene i detalj, bestemte forskerne at skjærpulsen må påføres med en liten forsinkelse. I deres tilfelle var forsinkelsen 60 µs, men dette var nok til å lage en tynn wolframfilm med en enestående lav spenning på 0,03 GPa, som vanligvis bare oppnås ved utglødning.
En effektiv metode for å oppnå stressfrie filmer vil påvirke metalliseringsprosesser og produksjonen av neste generasjons chips. Denne teknologien kan brukes på andre metaller og lover store fordeler for elektronikkindustrien.
Les også:
- Forskere har introdusert den minste og mest nøyaktige tilfeldige tallgeneratoren
- Mangel på sjetonger kan føre til en økning i antall forfalskninger