Сучасні технології нанесення тонких плівок на кремній при виробництві чипів обмежені у виборі матеріалів. Наприклад, в плівках з металів виникає фізичне напруження, яке неможливо прибрати для тугоплавких металів і яке веде до порушення нормальної роботи. Дослідники з Японії змогли розв’язати цю проблему і запропонували технологію, яка дозволить створювати металеві плівки на кристалах без обмежень.
Традиційно фізичне напруження в тонкоплівкових металевих покриттях в чипах знімалося за допомогою відпалу – нагрівання кристала до температур, коли метал ще не плавився, але розм’якшується настільки, щоб напруга пішла. Якщо ці ділянки напруги залишити, то з часом це призвело б до виникнення тріщин і розколів, що вивело б чип з ладу. Але цей спосіб не годиться для тонкоплівкових покриттів з тугоплавких металів, нагрівати які для зняття напруги необхідно до температур несумісних з життям багатьох елементів кристала. До того ж, нагрівати – це дорого і складно, що позначається на собівартості мікросхем.
Втім, для нанесення тонких плівок з тугоплавких металів є свій спосіб без створення істотної напруги в плівках – це імпульсне магнетронне осадження методом розпилення (HiPIMS). Але і тут є особливість. Для рівномірного осадження на кристал іонів «випаровуваного» з мішені металу одночасно з імпульсом HiPIMS на підкладку потрібно подати синхронізований імпульс зсуву. Тоді напруга в плівках виходить дуже і дуже низькою і не вимагає подальшого відпалу.
Вчені з Токійського Столичного Університету запропонували технологію імпульсного магнетронного осадження методом розпилення без звичайної подачі імпульсу зсуву на підкладку. Детально вивчивши процеси осадження вчені визначили, що імпульс зсуву необхідно подавати з невеликою затримкою. У їхньому випадку затримка склала 60 мкс, але цього виявилося достатньо, щоб створити тонку вольфрамову плівку з безпрецедентно низькою напругою 0,03 ГПа, що зазвичай досягається тільки при відпалі.
Ефективний спосіб отримання плівок без напружень вплине на процеси металізації і виробництво чипів наступного покоління. Ця технологія може бути застосована до інших металів і обіцяє великі вигоди для електронної промисловості.
Читайте також:
Leave a Reply