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Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) dizem que desenvolveram um processo para construir estruturas em nanoescala 3D usando materiais magnéticos, usando técnicas ''compatíveis com a fabricação de semicondutores,'' que eles dizem que pode abrir portas para novas classes de sensores e dispositivos MEMS.
O processo é essencialmente uma variação da metalização de damasceno usada para criar interconexões de cobre 3D, que envolve a gravação de trincheiras e vias seguidas de galvanoplastia para enchê-las com cobre e, em seguida, um polimento final para remover o excesso de material, notas do NIST em uma declaração. Uma grande preocupação neste processo, porém, é garantir que as trincheiras sejam preenchidas completamente e sem vazio, que pode ser resolvido adicionando um produto químico à eletrodeposição para evitar o acúmulo ao longo das paredes laterais e controlar cuidadosamente o processo de deposição. Mas com materiais ferromagnéticos ativos, no entanto, as variáveis de processo com metalização de damasceno são ''significativamente diferentes'' vs. materiais passivos, como cobre.
Em seu trabalho, os pesquisadores do NIST preencheram sub-... trincheiras com Ni eletrodepositado, usando um eletrólito NiSO 4 -NiCl 2 -FeSO 4 contendo ácido 2-mercapto-5-benzimidazol sulfônico (MBIS), que inibe Ni(Fe) eletrodeposição. As trincheiras de enchimento mostram um período inicial de crescimento uniforme, seguido por um padrão de geometria v-entalhe associado à depleção transitória de MBIS dentro do recurso recuado. As características de Su-.... Ìm são preenchidas com apenas uma deposição mínima na superfície livre vizinha, afirmam. E o crescimento contínuo da geometria v-entalhe derivada de MBIS também resulta no preenchimento sem vazios dos recursos maiores. Esse mesmo comportamento, dizem eles, também acontece em ligas magnéticas macias (por exemplo, Ni-Fe rico em Ni). Experimentos preliminares indicaram que o MBIS ''não perturbam significativamente a baixa coercividade das ligas de Ni-Fe,'' que eles dizem ser importante para aplicações técnicas.
O processo, dizem eles, pode construir estruturas 3D magneticamente ativas ''que podem ser facilmente integradas a outros esquemas de metalização de última geração,'' e pode permitir dispositivos 3D MEMS complexos, como indutores e atuadores que combinam ligas magnéticas com metalizações não magnéticas (e.g., interconexões de cobre) usando sistemas de produção existentes.
