Enkristalls metalldeposition genom elektroplatering med succesiv doppning

Syfte och mål

I framtidens datorchips är miniatyriseringen av kopparkretsar inte möjlig p.g.a. multikristallin koppar blir en dålig ledare av ström på nanonivå. Vår avsikt är att använda enkristall koppar i de tunnaste kretsarna eftersom det är gränsytorna mellan de kristallina kornen som försämrar ledningsförmågan. För att deponera koppar med större korn har vi byggt en laboratorieanläggning för elektroplätering av kopparfilm genom succesiv doppning av substratet. Vår innovativa elektropläteringsmetod har gett kristallina korn av jämförbar storlek som traditionell elektroplätering.

Resultat och förväntade effekter

Vi har realiserat en innovativ kall deponeringsteknik för koppar för användning som kretsmaterial inom informations och kommunikationsteknologi (IKT) med avsikt att förbättra koppars ledningsförmåga för mycket tunna kretsar. En sådan förbättring i kvalitet skulle medföra fortsatt användande av koppar i morgondagens chips. Detta har resulterat i världens första uppsättning av en rigg för elektroplätering av kiselskivor med successiv doppning. Vår teknik har resulterat i tillförlitlig tillväxt av kopparfilmer, men utan den förväntade förbättrade större kornstorleken.

Upplägg och genomförande

Vi har försökt minimera de individuella nuklieringspunkterna för koppar. För denna hypotesprövning har vi tillverkat en rigg för doppning av kiselskivor under elektropläteringen. Doppningshastigheten och spänningen har optimerats tillsammans, och substraten har doppats igenom pläteringslösningen ner till en organisk fas för att få samma filmtjocklek över hela substratytan. Detta har genomförts i samarbete med en av de ledande grupperna inom kopparelektroplätering i Europa. Vi har framgångsrikt mätt kornstorleken i våra kopparfilmer genom röntgenkristallografi.