As tecnologias modernas para aplicação de filmes finos em silício durante a produção de chips são limitadas na escolha de materiais. Por exemplo, o estresse físico ocorre em filmes feitos de metais, que não podem ser removidos para metais refratários e que levam à interrupção da operação normal. Pesquisadores do Japão conseguiram resolver esse problema e propuseram uma tecnologia que permitiria criar filmes metálicos sobre cristais sem limitações.
Tradicionalmente, o estresse físico em revestimentos de metal de filme fino em chips era removido por recozimento - aquecendo o cristal a temperaturas em que o metal ainda não derreteu, mas amolece o suficiente para aliviar o estresse. Se essas áreas de tensão forem deixadas, com o tempo isso levaria ao aparecimento de rachaduras e rachaduras, o que deixaria o chip fora de ordem. Mas este método não é adequado para revestimentos de filmes finos feitos de metais refratários, que devem ser aquecidos para remover o estresse a temperaturas incompatíveis com a vida útil de muitos elementos do cristal. Além disso, o aquecimento é caro e difícil, o que afeta o custo dos microcircuitos.
No entanto, existe um método para aplicar filmes finos de metais refratários sem criar uma tensão significativa nos filmes - isso é a deposição de magnetron sputtering pulsada (HiPIMS). Mas aqui também há uma peculiaridade. Para a deposição uniforme de íons metálicos "evaporados" do alvo no cristal simultaneamente com o pulso HiPIMS, um pulso de cisalhamento sincronizado deve ser aplicado ao substrato. Então a tensão nos filmes é muito, muito baixa e não requer mais recozimento.
Cientistas da Universidade Metropolitana de Tóquio propuseram uma tecnologia de deposição de magnetron pulsado por pulverização catódica sem a aplicação usual de um pulso de cisalhamento ao substrato. Tendo estudado detalhadamente os processos de deposição, os cientistas determinaram que o pulso de cisalhamento deve ser aplicado com um pequeno atraso. No caso deles, o atraso foi de 60 µs, mas isso foi suficiente para criar um filme fino de tungstênio com uma tensão sem precedentes de 0,03 GPa, que geralmente só é alcançada por recozimento.
Um método eficaz de obtenção de filmes sem estresse afetará os processos de metalização e a produção de cavacos de última geração. Essa tecnologia pode ser aplicada a outros metais e promete grandes benefícios para a indústria eletrônica.
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