Technique de métallisation avec matériaux magnétiques

Des chercheurs de l'Institut national des normes et de la technologie (NIST) disent avoir développé un processus pour construire des structures nanométriques 3D à l'aide de matériaux magnétiques, en utilisant des techniques ''compatibles avec la fabrication de semi-conducteurs,'' qui, selon eux, pourrait ouvrir les portes à de nouvelles classes de capteurs et d'appareils MEMS.

Le processus est essentiellement une variante de la métallisation damascène utilisée pour créer des interconnexions en cuivre 3D, qui consiste à graver des tranchées et des vias suivis d'une galvanoplastie pour les remplir de cuivre, puis d'un polissage final pour éliminer l'excès de matériau, notes du NIST dans une déclaration. Une grande préoccupation dans ce processus, cependant, est de s'assurer que les tranchées sont complètement remplies et sans vide, qui peut être résolu en ajoutant un produit chimique à l'électrodéposition pour empêcher l'accumulation le long des parois latérales et en contrôlant soigneusement le processus de dépôt. Mais avec les matériaux ferromagnétiques actifs, cependant, les variables de processus avec la métallisation de damascène sont ''significativement différentes'' par rapport aux matériaux passifs tels que le cuivre.

Dans leurs travaux, les chercheurs du NIST ont rempli des tranchées sous…» avec du Ni électrodéposé, en utilisant un électrolyte NiSO 4 -NiCl 2 -FeSO 4 contenant de l'acide 2-mercapto-5-benzimidazole sulfonique (MBIS), qui inhibe Ni(Fe) l'électrodéposition. Les tranchées de remplissage montrent une période initiale de croissance uniforme, suivie d'un modèle de géométrie en V associé à l'épuisement transitoire de MBIS dans la fonction en retrait. Les caractéristiques de Su-… Ìm ne sont remplies que de dépôts minimes sur la surface libre voisine, affirment-ils. Et la croissance continue de la géométrie de l'encoche en v dérivée de MBIS se traduit également par un remplissage sans vide des fonctionnalités plus grandes. Ce même comportement, disent-ils, se produit également dans les alliages magnétiques doux (par exemple, Ni-Fe riche en Ni-Fe). Des expériences préliminaires ont indiqué que MBIS ''ne perturbait pas de manière significative la faible coercivité des alliages Ni-Fe'', qui, selon eux, est importante pour les applications techniques.

Le processus, disent-ils, peut construire des structures 3D magnétiquement actives ''qui peuvent être facilement intégrées à d'autres schémas de métallisation de pointe,'' et pourrait activer des dispositifs MEMS 3D complexes tels que des inducteurs et des actionneurs qui combinent des alliages magnétiques avec des métallisations non magnétiques (e.g., interconnexions de cuivre) en utilisant des systèmes de production existants.