칩 제조시 실리콘에 박막을 증착하는 현대 기술은 재료 선택에 한계가 있습니다. 예를 들어, 금속으로 만든 필름에서는 내화성 금속에서 제거 할 수없는 물리적 응력이 발생하여 결함이 나타납니다. 일본의 연구원들은이 문제를 해결할 수 있었고 제한없이 결정에 금속 막을 만들 수있는 기술을 제안했습니다.
전통적으로 칩의 박막 금속 코팅의 물리적 응력은 어닐링을 통해 제거되었습니다. 즉, 금속이 아직 녹지 않은 온도로 결정을 가열하지만 응력을 방출 할만큼 충분히 부드러워졌습니다. 이러한 스트레스 영역을 벗어나면 결국 균열과 갈라짐이 발생하여 칩이 손상됩니다. 그러나이 방법은 내화성 금속으로 만든 박막 코팅에는 적합하지 않으며, 많은 결정 요소의 수명에 맞지 않는 온도에 대한 응력을 완화하기 위해 가열해야합니다. 마지막으로 가열은 비싸고 어렵 기 때문에 미세 회로 비용에 영향을 미칩니다.
그러나 내화 금속 박막을 증착하는 경우 필름에 큰 응력을 발생시키지 않는 방법이 있습니다. 이것은 펄스 마그네트론 스퍼터링 증착 (HiPIMS)입니다. 그러나이 문제에는 미묘함이 있습니다. HiPIMS 펄스와 동시에 타겟에서 "증발 된"금속 이온을 균일하게 증착하려면 동기화 된 바이어스 펄스를 기판에 적용해야합니다. 그러면 필름의 전압이 매우 낮고 후속 어닐링이 필요하지 않습니다.
도쿄 메트로폴리탄 대학의 과학자들은 기판에 일반적인 바이어스 펄스를 적용하지 않고 스퍼터링에 의한 펄스 마그네트론 증착을 제안했습니다. 증착 공정을 자세히 연구 한 과학자들은 변위 펄스가 약간의 지연으로 적용되어야한다고 결정했습니다. 이들의 경우 지연은 60μs 였지만 이는 일반적으로 어닐링시에만 달성되는 0.03GPa의 전례없는 낮은 전압으로 얇은 텅스텐 필름을 생성하기에 충분했습니다.
스트레스없이 필름을 만드는 효율적인 방법은 금속 화 공정과 차세대 칩 생산에 상당한 영향을 미칠 것입니다. 이 기술은 다른 금속에도 적용될 수 있으며 전자 산업에 큰 이점이 있습니다.
2021-07-03 14:08:50
작가: Vitalii Babkin