在芯片生產過程中在矽上應用薄膜的現代技術在材料選擇方面受到限制。 例如，物理應力發生在由金屬製成的薄膜中，對於難熔金屬，物理應力無法去除，從而導致正常運行中斷。 日本的研究人員能夠解決這個問題，並提出了一種技術，可以在晶體上無限制地製造金屬薄膜。
傳統上，芯片中的薄膜金屬塗層中的物理應力是通過退火來消除的——將晶體加熱到金屬尚未熔化但軟化到足以緩解應力的溫度。 如果留下這些張力區域，那麼隨著時間的推移，它會導致出現裂縫和分裂，從而導致芯片出現故障。 但這種方法不適用於由難熔金屬製成的薄膜塗層，必須將其加熱到與晶體許多元素的壽命不相容的溫度以消除應力。 此外，加熱昂貴且困難，影響微電路的成本。
然而，有一種方法可以應用難熔金屬薄膜，而不會在薄膜中產生顯著的電壓——這就是脈衝磁控濺射沉積 (HiPIMS)。 但這裡也有一個特殊性。 為了與 HiPIMS 脈衝同時從目標“蒸發”的金屬離子均勻沉積在晶體上，必須將同步剪切脈衝施加到基板上。 然後薄膜中的電壓非常非常低，不需要進一步退火。
東京都立大學的科學家們提出了一種通過濺射進行脈衝磁控管沉積的技術，而無需通常對基板施加剪切脈衝。 在詳細研究了沉積過程後，科學家們確定必須稍微延遲施加剪切脈衝。 在他們的案例中，延遲為 60 µs，但這足以製造出具有 0,03 GPa 前所未有的低應力的薄鎢膜，而這通常只能通過退火來實現。
獲得無應力薄膜的有效方法將影響金屬化工藝和下一代芯片的生產。 該技術可應用於其他金屬，並有望為電子行業帶來巨大利益。
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