🧑🔬Исследователи Национального университета Сингапура (NUS) и Applied Materials в рам... — 3 июля 2026 г. в 13:50:45.677
🧑🔬Исследователи Национального университета Сингапура (NUS) и Applied Materials в рамках совместной лаборатории предложили заменить два отдельных покрытия медной разводки — барьерный (barrier) и адгезионный (liner) слои — единой плёнкой дисульфида вольфрама (WS₂): по данным авторов, один монослой одновременно выполняет обе функции. Работа опубликована в Nature Electronics 31 марта 2026 года. Медные межсоединения требуют двух покрытий: барьера, удерживающего атомы меди от диффузии в окружающие материалы (что ведёт к коротким замыканиям и отказам), и адгезионного слоя, который помогает меди прилегать к поверхности и формировать гладкую сплошную плёнку. 🔎 Стандартные покрытия на основе тантала работают при толщине не менее 4 нм и в следующих поколениях чипов способны занимать до половины сечения проводника, повышая сопротивление и снижая быстродействие. Монослой WS₂ (0,7 нм против ~6 нм у танталового стека) снимает это ограничение: для перспективного проводника шириной 20 нм прежнее покрытие заняло бы 40% диаметра, тогда как WS₂ — около 7%, оставляя больше сечения под медь. 🔹 В роли liner-слоя WS₂ помогает меди формировать гладкую сплошную плёнку вместо разрозненных островков, характерных для ультратонкой меди, осаждённой прямо на диэлектрик: сопротивление снижается более чем в миллион раз относительно непокрытой поверхности и примерно в пять раз относительно танталового стека. 🔹 В роли барьера монослой полностью подавил взаимодействие меди с кремнием: при длительном термическом нагружении непокрытая медь реагировала с подложкой с образованием дефектных структур, тогда как с WS₂ реакции и взаимной диффузии не наблюдалось, а при электрическом нагружении расчётный ресурс проводника вырос более чем в 10 раз относительно незащищённых образцов. ⑆ Исследователи объясняют это структурой плёнки: WS₂ состоит из множества мелких кристаллических зёрен, а в многослойных плёнках их ориентация случайна от слоя к слою. Дефекты и границы зёрен не совпадают между слоями — по аналогии со смещённой кирпичной кладкой — образуя лабиринт, затрудняющий прохождение атомов меди. Авторы формулируют это как принцип проектирования: инженерия зёренной структуры вместо стремления к идеальной монокристалличности. Плёнку выращивают методом термического атомно-слоевого осаждения (ALD) при 350 °C без использования плазмы — и этот процесс отвечает сразу всем четырём требованиям для встраивания в действующие производственные линии: • низкая температура, не повреждающая нижележащие слои; • однородное покрытие всей пластины; • контроль толщины вплоть до одного атомного слоя; • конформное покрытие глубоких узких канавок (свыше 95% при аспектном отношении 10:1). По данным авторов, ни один из прежних методов роста двумерных материалов не обеспечивал выполнение всех четырёх условий одновременно, а полученные плёнки тоньше любых целевых значений для барьеров и адгезионных слоёв в международной дорожной карте полупроводников вплоть до 2037 года. #ЭлМаш #технологии