Técnica de metalización con materiales magnéticos

Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) dicen que han desarrollado un proceso para construir estructuras a nanoescala 3D utilizando materiales magnéticos, utilizando técnicas ''compatibles con la fabricación de semiconductores,'' que dicen que podría abrir puertas a nuevas clases de sensores y dispositivos MEMS.

El proceso es esencialmente una variación de la metalización Damascena utilizada para crear interconexiones de cobre 3D, que implica el grabado de trincheras y vias seguidas de galvanoplastia para rellenarlas con cobre, luego un pulido final para eliminar el exceso de material. NIST señala en un comunicado. Sin embargo, una gran preocupación en este proceso es asegurarse de que las trincheras estén completamente llenas y libres de vacíos. que se puede resolver agregando una sustancia química a la electrodeposición para evitar la acumulación a lo largo de las paredes laterales y controlando cuidadosamente el proceso de deposición. Pero con los materiales ferromagnéticos activos, sin embargo, las variables de proceso con metalización Damascena son ''significativamente diferentes'' frente a materiales pasivos como el cobre.

En su trabajo, los investigadores del NIST llenaron las trincheras de sub-UC. electrodepositado m con Ni, utilizando un electrolito NiSO 4 -NiCl 2 -FeSO 4 que contenía ácido 2-mercapto-5-bencimidazol sulfónico (MBIS), que inhibe Ni(Fe) electrodeposición. Las trincheras de llenado muestran un período inicial de crecimiento uniforme, seguido de un patrón de geometría de muesca en V asociado con el agotamiento transitorio de MBIS dentro de la función empotrada. Las características de Su-también se llenan con una deposición mínima en la superficie libre vecina, afirman. Y el crecimiento continuo de la geometría de muesca en V derivada de MBIS también da como resultado un llenado sin huecos de las características más grandes. Este mismo comportamiento, dicen, también ocurre en aleaciones magnéticas blandas (por ejemplo, rica en Ni Ni-Fe). Los experimentos preliminares indicaron que MBIS ''no perturba significativamente la baja coercitividad de las aleaciones de Ni-Fe'', que dicen es importante para aplicaciones técnicas.

El proceso, dicen, puede construir estructuras magnéticamente activas en 3D ''que pueden integrarse fácilmente con otros esquemas de metalización de última generación,'' y podría permitir dispositivos MEMS 3D complejos, como inductores y actuadores, que combinen aleaciones magnéticas con metallizaciones no magnéticas (e.g., interconexiones de cobre) utilizando sistemas de producción existentes.