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 3D à l'échelle nanométrique en utilisant des matériaux magnétiques, en utilisant des techniques ''compatibles avec la fabrication de semi-conducteurs, ''Qui, selon eux, pourrait ouvrir des portes à de nouvelles classes de capteurs et de dispositifs MEMS.

Le processus est essentiellement une variation de la métallisation damascene utilisée pour créer des interconnexions de cuivre 3D, qui implique la gravure de tranchées et de vias suivie de galvanoplastie pour les remplir de cuivre, puis un polissage final pour éliminer l'excès de matériau, NIST note dans un communiqué. Une grande préoccupation dans ce processus, cependant, est de s'assurer que les tranchées sont remplies complètement 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 contrôler soigneusement le processus de dépôt. Mais avec les matériaux ferromagnétiques actifs, les variables de processus avec la métallisation damascene sont «significativement différentes» par rapport aux matériaux passifs tels que le cuivre.

Dans leurs travaux, les chercheurs du NIST ont rempli des tranchées de sous-m 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 le Ni(Fe) électrodéposition. Les tranchées de remplissage montrent une période initiale de croissance uniforme, suivie d'un patron géométrique à entaille en v associé à une déplétion transitoire de MBIS dans la caractéristique encastrée. Selon eux, les caractéristiques de su-¿ ¡m ne sont remplies que de dépôts minimes sur la surface libre voisine. Et la croissance continue de la géométrie en v dérivée de MBIS entraîne également un remplissage sans vide des plus grandes caractéristiques. Ce même comportement, disent-ils, se produit aussi dans les alliages magnétiques mous (par exemple, ni-fe riche en Ni). Des expériences préliminaires ont indiqué que le MBIS «ne perturbe pas de façon significative la faible coercivité des alliages ni-fe», ce qui, selon eux, est important 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 permettre des dispositifs MEMS 3D complexes tels que des inducteurs et des actionneurs qui combinent des alliages magnétiques avec des métallisation non magnétiques (e.g., interconnexions en cuivre) utilisant des systèmes de production existants.