לדוגמה, התנגדות נמוכה כמו 11.5 µWcm נמדדה עבור סגסוגת בינארית NiAl בעובי 7.7nm, שהושגה לאחר הנדסת גודל גרגר. התוצאות מסמנות אבן דרך לקראת מתן אפשרות לחיבור בעל התנגדות נמוכה עם רוחבי קו מתחת ל-10 ננומטר.
כדי לעמוד בקצב של קנה המידה המתמשך של המכשיר, רוחבם של קווי החיבור הקריטיים ביותר בלוגיקה ושבבי זיכרון מתקדמים מתקרב בקרוב ל-10 ננומטר. בממדים קטנים אלה, ההתנגדות של Cu עולה באופן דרמטי, ואמינותו יורדת.
זה אילץ את קהילת הקשרים לזהות חלופות למתכת Cu. בעוד שההתמקדות הייתה בתחילה במתכות אלמנטריות, החיפוש הורחב ל-intermetallics בהזמנה בינארית ושלישית - ביוזמת imec בכנס IITC 2018.
Imec הקימה מתודולוגיה ייחודית מבוססת אב-initio לבחירה ולדרג את החומרים המבטיחים ביותר, תוך שימוש בתוצר של התנגדות בתפזורת והנתיב החופשי הממוצע של נושאי המטען (r0 x l) היא אחת מדמויות הכשרון העיקריות.
הערכה תיאורטית זו הייתה נקודת המוצא לעבודה ניסיונית נוספת על פרוסות 300 מ"מ., "כדי להבין טוב יותר ולדגמן את התנהגות ההתנגדות של הסגסוגות הבינאריות שנבחרו בממדים קטנים, הצגנו התנגדות אפקטיבית, המתחשבת בשינויי הרכב והשפעות של סדר וסדר. הפרעה", אומר Zsolt Tőkei של Imec, "ניתוח נוסף גילה כי ההתנגדות של סרטים דקים של סגסוגות בינאריות נשלטת על ידי פיזור גבול גרגירים בשל גדלי הגרגרים הקטנים הקיימים מטבעם בסרטי מוליכים דקים, בעוד שהאי סדר תורם גם לסרטים עבים יותר."
עבור מחקר המקרה של NiAl סטוכיומטרי, נמדדה התנגדות נמוכה כמו 11.5 µWcm על סרט דק של 7.7 ננומטר, שהוא נמוך ב-23% מ-Cu. זה הושג לאחר הפקדת סרט NiAl בעל גרגר גדול בעובי 50 ננומטר על גבי שכבת Ge epi בטמפרטורות תואמות לקצה האחורי של הקו (BEOL), ולאחר מכן ניסויי דילול.
ניסויים אלו משמרים גודל גרגר גדול יותר (45.7 ננומטר) ומכאן מפחיתים את התרומה של פיזור גבול גרגר להתנגדות.
"הקיום הניסיוני של סרטי מוליכים דקים בעלי התנגדות נמוכה על פרוסות של 300 מ"מ מניע אותנו להמשיך בחיפוש אחר סגסוגות בינאריות ומשולשות", אומר Tőkei, "במקביל, אנו חוקרים את בקרת ההרכב של הסגסוגות ואת תאימות האינטגרציה שלהן לעתיד. תוכניות מתכת שסביר להניח יתבססו על תחריט חיסור."
ראה עוד : מודולי IGBT | LCD מציג | רכיבים אלקטרוניים