Sodobne tehnologije nanašanja tankih filmov na silicij med proizvodnjo čipov so omejene pri izbiri materialov. Na primer, v filmih iz kovin se pojavi fizična obremenitev, ki je pri ognjevzdržnih kovinah ni mogoče odstraniti in kar vodi do motenj normalnega delovanja. Raziskovalci iz Japonske so lahko rešili ta problem in predlagali tehnologijo, ki bi omogočila ustvarjanje kovinskih filmov na kristalih brez omejitev.
Tradicionalno je bila fizična obremenitev v tankoslojnih kovinskih prevlekah v čipih odpravljena z žarjenjem – segrevanjem kristala na temperature, pri katerih se kovina še ni stopila, vendar se dovolj zmehča, da ublaži napetost. Če ta območja napetosti ostanejo, bi sčasoma povzročilo pojav razpok in razpok, kar bi povzročilo okvaro čipa. Toda ta metoda ni primerna za tankoplastne prevleke iz ognjevzdržnih kovin, ki jih je treba segreti, da se odstrani napetost do temperatur, ki niso združljive z življenjsko dobo številnih elementov kristala. Poleg tega je ogrevanje drago in težko, kar vpliva na stroške mikrovezij.
Vendar pa obstaja metoda za nanašanje tankih plasti ognjevzdržnih kovin brez ustvarjanja pomembne napetosti v filmih - to je pulzno magnetronsko naprševanje (HiPIMS). Toda tudi tukaj obstaja posebnost. Za enakomerno odlaganje kovinskih ionov, ki so "izhlapeli" iz tarče na kristalu hkrati s HiPIMS impulzom, je treba na substrat uporabiti sinhroniziran strižni impulz. Potem je napetost v filmih zelo, zelo nizka in ne zahteva nadaljnjega žarjenja.
Znanstveniki s Tokijske metropolitanske univerze so predlagali tehnologijo impulznega magnetronskega nanašanja z razprševanjem brez običajne uporabe strižnega impulza na podlago. Po podrobnem preučevanju procesov nanašanja so znanstveniki ugotovili, da je treba strižni impulz uporabiti z rahlo zakasnitvijo. V njihovem primeru je bila zamuda 60 µs, vendar je bilo to dovolj za ustvarjanje tankega volframovega filma z izjemno nizko napetostjo 0,03 GPa, ki se običajno doseže samo z žarjenjem.
Učinkovita metoda pridobivanja filmov brez napetosti bo vplivala na procese metalizacije in proizvodnjo čipov naslednje generacije. To tehnologijo je mogoče uporabiti za druge kovine in obljublja velike koristi za elektronsko industrijo.
Preberite tudi:
- Znanstveniki so predstavili najmanjši in najbolj natančen generator naključnih števil
- Pomanjkanje čipov lahko povzroči povečanje števila ponaredkov