Pesquisadores japoneses melhoram o revestimento iônico – isso abrirá caminho para chips de próxima geração

As tecnologias modernas de deposição de filmes finos sobre silício na fabricação de chips são limitadas na escolha dos materiais. Por exemplo, em filmes feitos de metais, surge o estresse físico que não pode ser removido para metais refratários e que leva ao aparecimento de defeitos. Pesquisadores do Japão conseguiram resolver esse problema e propuseram uma tecnologia que permitiria a criação de filmes metálicos sobre cristais sem restrições.

Fonte da imagem: Tokyo Metropolitan University

Tradicionalmente, o estresse físico em revestimentos de metal de filme fino em chips era aliviado pelo recozimento – aquecendo o cristal a temperaturas onde o metal ainda não havia derretido, mas amoleceu o suficiente para que o estresse fosse embora. Deixar essas áreas de tensão levaria a rachaduras e rachaduras, o que danificaria o chip. Mas este método não é adequado para revestimentos de filme fino feitos de metais refratários, que devem ser aquecidos para aliviar a tensão em temperaturas incompatíveis com a vida de muitos elementos de cristal. Finalmente, o aquecimento é caro e difícil, o que afeta o custo dos microcircuitos.

No entanto, para a deposição de filmes finos de metais refratários, há uma maneira de não criar tensões significativas nos filmes – é a deposição por pulverização catódica por magnetron pulsado (HiPIMS). Mas há sutileza neste assunto. Para a deposição uniforme de íons do metal “evaporado” do alvo, simultaneamente com o pulso HiPIMS, um pulso de polarização sincronizado deve ser aplicado ao substrato. Então, a tensão nos filmes é muito, muito baixa e não requer recozimento subsequente.

Cientistas da Tokyo Metropolitan University propuseram a deposição de magnetron pulsado por pulverização catódica sem a aplicação usual de um pulso de polarização ao substrato. Tendo estudado em detalhes os processos de deposição, os cientistas determinaram que o pulso de deslocamento deve ser aplicado com um pequeno atraso. No caso deles, o atraso foi de 60 μs, mas isso foi o suficiente para criar um filme fino de tungstênio com uma voltagem inédita de 0,03 GPa, que geralmente é alcançada apenas após o recozimento.

Um método eficiente de fazer filmes sem estresse terá um impacto significativo nos processos de metalização e na produção de chips de próxima geração. Essa tecnologia pode ser aplicada a outros metais e traz grandes benefícios para a indústria eletrônica.