【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用多晶物质制造微米级(microscale)或纳米级(nanoscale)结构,例如微电子应用中的喷涂金属(metallization)。如附图说明图1中所示,线路背端(backend of the line,BEOL)互连喷涂金属10包括夹在一对扩散势垒层14之间的铝-铜合金导电层12。扩散势垒层14降低导电层12和周围金属结构的金属之间的固态扩散速率,以便改善喷涂金属10的可靠性和表面电阻。过去,利用常规的平版印刷技术对这种喷涂金属10加工图案,产生各种结构特征,例如金属焊盘和金属线。虽然平版印刷技术广泛并成功地应用于本领域中,但难以利用常规的平版印刷术形成纳米级功能部件(即,需要小于10纳米的受控尺寸的工作结构和组件)。鉴于需要使微电路和它们的组件进一步小型化,理想的是获得一种使喷涂金属的图案加工能够形成微米级功能部件的方法。因此,本专利技术提供一种如所附权利要求所限定的形成具有多晶结构的微米级或纳米级功能部件的方法。从而确定一种机制,借助该机制,当加热具有多晶层和用作约束层的第二层的多层结构时,可在所述多层结构中引发并控制横向晶粒生长。据信,这种机制涉及被图案加工切断而晶界数少于6的晶粒的生长,6晶界是热力学最稳定的晶粒结构。如果被充分加热,晶界少于6并且位于多晶层的图案边缘(patterned edge)的那些晶粒将发生晶粒生长。如果受到约束,就比如多晶层接触热膨胀系数低的第二层时,则由第二层引起的应力将导致晶粒生长主要从多晶层的图案边缘向外横向进行(即在多晶层的平面内二维生长)。鉴于此,本专利技术的优选实施例一般要求形成包 ...
【技术保护点】
一种形成电气、机械、光学或流体处理装置的方法,所述方法包括下述步骤:在基体上形成多层结构,所述多层结构包括一个多晶层和至少一个约束层,多晶层包括尺寸分布由平均晶粒尺寸表征的晶粒;对多层结构加工图案,形成至少一个第一结构和一个 第二结构,第一结构和第二结构均包括所述多晶层和至少一个约束层,第一和第二结构具有图案边缘;局部加热至少所述第一结构,所述至少一个约束层限制第一结构的多晶层的热膨胀,从而,在多晶层中产生的应力导致从所述第一结构的图案边缘开始的基本二维 的晶粒生长,产生第三结构,所述第三结构是所述装置的工作组件。
【技术特征摘要】
US 2000-3-14 09/523,8661.一种形成电气、机械、光学或流体处理装置的方法,所述方法包括下述步骤在基体上形成多层结构,所述多层结构包括一个多晶层和至少一个约束层,多晶层包括尺寸分布由平均晶粒尺寸表征的晶粒;对多层结构加工图案,形成至少一个第一结构和一个第二结构,第一结构和第二结构均包括所述多晶层和至少一个约束层,第一和第二结构具有图案边缘;局部加热至少所述第一结构,所述至少一个约束层限制第一结构的多晶层的热膨胀,从而,在多晶层中产生的应力导致从所述第一结构的图案边缘开始的基本二维的晶粒生长,产生第三结构,所述第三结构是所述装置的工作组件。2.按照权利要求1所述的方法,其中在所述加热步骤中产生足够的二维晶粒生长,使第三结构接触第二结构。3.按照权利要求2所述的方法,其中在加热步骤之前,第一结构和第二结构是被间隙分隔开的电导体,并且第三结构构成第一和第二结构之间的电开关。4.按照权利要求2所述的方法,其中在加工图案步骤中使第二结构形成为悬臂结构,第三结构支托悬臂结构,使一部分悬臂结构基本上固定不动。5.按照权利要求1所述的方法,其中第一结构和第二结构的图案边缘彼此基本平行,并且彼此之间由间隙隔开,其中第三结构越过间隙伸向第二结构的图案边缘,但是并不接触第二结构,从而形成第一和第二结构之间的狭窄段。6.按照权利要求5所述的方法,其中所述狭窄段用于滤除通过所述间隙传播的光线,或者用作响应通过所述间隙传播的光线进行工作的光学开关。7.按照权利要求1所述的方法,其中第一结构和第二结构的图案边缘彼此基本平行,并且彼此之间由间隙隔开,其中第三结构越过间隙伸向第二结构的图案边缘,但是并不接触第二结构,在加热步骤中,一部分第二结构也被局部加热,导致从第二结构的图案边缘开始、越过间隙朝着第一结构的图案边缘的基本上二维的晶粒生长,从第二结构开始的二维晶粒生长产生第四结构,所述第四结构是所述装置的工作组件。8.按照权利要求7所述的方法,其中第四结构不接触第一结构。9.按照权利要求8所述的方法,其中第四结构与第三结构相对设置,第三结构和第四结构构成第一结构和第二结构之间的狭窄段。10.按照权利要求9所述的方法,其中所述狭窄段用作流体限流器。11.按照权利要求1所述的方法,其中加工图案步骤从所述多层结构形成第四结构,第一结构在第二结构和第四结构之间,互连第二和第四结构,第四结构具有由一间隙与第二结构的图案边缘分隔开的图案边缘。12.按照权利要求11所述的方法,其中第一结构的图案边缘基本垂直于第二和第四结构的图案边缘。13.按照权利要求11或12所述的方法,其中加热步骤导致在第一和第二结构相交处形成第三结构,并且导致在第一和第四结构相交处形成第五结构,从而使第一结构在第二和第四结构附近较宽,在其中部较窄。14.按照权利要求13所述的方法,其中第二和第四结构是电导体,第一结构用作第二和第四结构之间的熔丝。15.按照权利要求1-10之一所述的方法,其中第一和第二结构具有彼此基本平行,并且被间隙分隔开从而彼此间隔一定距离的图案的边缘,第一结构和第二结构的多晶层在其图案边缘具有晶界小于6的晶粒,从而所述局部加热导致晶界小于6的晶粒从第一结构的图案边缘开始产生越过所述间隙,朝着第二结构的图案边缘的基本二维的晶粒生长,从而产生所述第三结构。16.按照权利要求11-14之一所述的方法,其中第二和第四结构具有相互基本平行的图案边缘,第一结构具有与第二和第四结构的图案边缘相交的两个图案边缘,第一结构的多晶层在...
【专利技术属性】
技术研发人员:穆尼尔那伊姆,劳伦斯克莱芬格,
申请(专利权)人:国际商业机器公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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