Moderné technológie nanášania tenkých vrstiev na kremík pri výrobe čipov sú obmedzené vo výbere materiálov. Napríklad vo fóliách vyrobených z kovov dochádza k fyzickému namáhaniu, ktoré nie je možné odstrániť pre žiaruvzdorné kovy a ktoré vedie k narušeniu normálnej prevádzky. Výskumníci z Japonska dokázali tento problém vyriešiť a navrhli technológiu, ktorá by umožnila vytvárať kovové filmy na kryštáloch bez obmedzení.
Tradične sa fyzikálne namáhanie v tenkovrstvových kovových povlakoch v čipoch odstraňovalo žíhaním – zahriatím kryštálu na teploty, pri ktorých sa kov ešte neroztopil, ale dostatočne zmäkol na uvoľnenie napätia. Ak sa tieto oblasti napätia ponechajú, časom by to viedlo k vzniku trhlín a rozštiepení, ktoré by čip vyradili z prevádzky. Ale táto metóda nie je vhodná pre tenkovrstvové povlaky vyrobené zo žiaruvzdorných kovov, ktoré sa musia zahrievať, aby sa odstránilo napätie na teploty nezlučiteľné so životnosťou mnohých prvkov kryštálu. Okrem toho je vykurovanie drahé a ťažké, čo ovplyvňuje náklady na mikroobvody.
Existuje však spôsob nanášania tenkých vrstiev žiaruvzdorných kovov bez vytvárania významného napätia vo filmoch - ide o pulzné nanášanie magnetrónovým naprašovaním (HiPIMS). Ale aj tu je zvláštnosť. Pre rovnomerné ukladanie kovových iónov „odparených“ z terča na kryštál súčasne s impulzom HiPIMS je potrebné na substrát aplikovať synchronizovaný šmykový impulz. Potom je napätie vo filmoch veľmi, veľmi nízke a nevyžaduje ďalšie žíhanie.
Vedci z Tokijskej metropolitnej univerzity navrhli technológiu pulzného magnetrónového nanášania naprašovaním bez obvyklej aplikácie šmykového impulzu na substrát. Po podrobnom preštudovaní procesov ukladania vedci zistili, že šmykový impulz musí byť aplikovaný s miernym oneskorením. V ich prípade bolo oneskorenie 60 µs, ale to stačilo na vytvorenie tenkého volfrámového filmu s bezprecedentne nízkym napätím 0,03 GPa, čo sa zvyčajne dosiahne iba žíhaním.
Efektívna metóda získavania fólií bez napätia ovplyvní metalizačné procesy a výrobu čipov novej generácie. Táto technológia môže byť aplikovaná na iné kovy a sľubuje veľké výhody pre elektronický priemysel.
Prečítajte si tiež:
- Vedci predstavili najmenší a najpresnejší generátor náhodných čísel
- Nedostatok čipov môže viesť k zvýšeniu počtu falzifikátov