Техника металлизации с магнитными материалами

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) говорят, что они разработали процесс создания трехмерных наноразмерных структур с использованием магнитных материалов, используя методы, «совместимые с производством полупроводников», которые, по их словам, могут открыть двери для новых классов датчиков и устройств MEMS.

Процесс, по сути, является вариацией на дамасценовой металлизации, используемой для создания трехмерных медных межсоединений, которая включает в себя травление траншей и переходов с последующим гальваническим покрытием для заполнения их медью, а затем окончательную полировку для удаления лишнего материала, отмечает NIST в заявлении. Одна большая проблема в этом процессе, однако, убедившись, что траншеи заполнены полностью и пустоты, которые могут быть решены путем добавления химического вещества к электроосаждению, чтобы предотвратить накопление вдоль боковых стенок и тщательно контролировать процесс осаждения. Но с активными ферромагнитными материалами переменные процесса с металлизацией дамасцена «значительно отличаются» от пассивных материалов, таких как медь.

В своей работе исследователи NIST заполнили траншеи электроосажденным Ni, используя электролит NiSO 4 -NiCl 2 -FeSO 4, содержащий 2-меркапто-5-бензимидазолсульфоновую кислоту (MBIS), которая ингибирует электроосаждение Ni(Fe). Заполнение траншей показывает начальный период равномерного роста, за которым следует геометрический рисунок с v-образным вырезом, связанный с переходным истощением MBIS внутри утопленного элемента. Су-м особенности заполнены лишь минимальным отложением на соседней свободной поверхности, утверждают они. И продолжающийся рост геометрии v-образного выемки, полученной из MBIS, также приводит к заполнению более крупных элементов без пустот. Такое же поведение, говорят они, также происходит в мягких магнитных сплавах (например, Ni-rich Ni-Fe). Предварительные эксперименты показали, что MBIS «не вызывает значительного возмущения низкой коэрцитивности сплавов Ni-Fe», что, по их словам, важно для технических применений.

Процесс, по их словам, может создавать трехмерные магнитно-активные структуры, «которые могут быть легко интегрированы с другими государственными схемами металлизации», и может позволить использовать сложные 3D-MEMS-устройства, такие как индукторы и исполнительные механизмы, которые сочетают магнитные сплавы с немагнитной металлизацией (например. г., медные соединения) с использованием существующих производственных систем.