Российские ученые используют лазеры для создания нового поколения микросхем

В гонке за миниатюризацией и эффективностью производства микросхем российские ученые делают ставку на фундаментальную физику. Традиционные методы разделения кремниевых пластин, такие как использование алмазных дисков, уходят в прошлое из-за высокого риска повреждения хрупких чипов. На смену им приходят прецизионные лазерные технологии, способные не только резать с микронной точностью, но и создавать электронные схемы прямо на диэлектриках.

Российские ученые используют лазеры для создания нового поколения микросхем

Инженер-исследователь кафедры лазерной физики НИЯУ МИФИ Александр Щекин в беседе с «Коммерсантом» объясняет, что задача состоит не просто в том, чтобы «прожечь» материал мощным лучом. Такой подход неминуемо приведет к дефектам – трещинам, сколам и перегреву, которые обесценят всю партию. Вместо этого применяется метод скрайбирования. Лазерный луч наносит на поверхности подложки тончайшую линию надреза, по которой затем происходит контролируемый разлом. Это позволяет значительно уменьшить ширину реза, плотнее компоновать чипы на пластине и, как следствие, снизить себестоимость продукции.

Однако физика процесса гораздо сложнее. Ключевую роль играет длина волны излучения. Например, для кремния инфракрасный свет (с длиной волны около 1,064 мкм) является частично прозрачным. Это открывает уникальную возможность: фокусируя луч внутри объема материала, можно создать сеть дефектов на нужной глубине, а затем разделить пластину без какого-либо повреждения поверхности. Эта передовая технология уже используется мировыми лидерами, но ее принципы остаются предметом пристального изучения для российских ученых, стремящихся создать собственные конкурентоспособные решения.

Исследования ведутся и в других направлениях. Одно из самых перспективных – лазерное осаждение металлов. Эта технология позволяет отказаться от сложных химических процессов и масок. Сфокусированный лазерный луч активирует поверхность керамической подложки, после чего она помещается в раствор солей меди. В результате химической реакции медь избирательно осаждается только на обработанные участки, формируя проводящие дорожки любой конфигурации.

Понимание этих процессов на глубинном уровне – от взаимодействия фотонов с электронами до динамики кристаллической решетки (фононов) – является ключом к контролю качества. Использование ультракоротких фемтосекундных импульсов позволяет достичь так называемой «холодной абляции», когда материал испаряется практически без нагрева, сводя риск возникновения дефектов к минимуму. Таким образом, именно синергия фундаментальной науки и инженерных разработок сегодня определяет будущее отечественной микроэлектроники.

Читайте также

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Российские специалисты научили роботов находить кратчайший путь в сто раз быстрее

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Физики создали необычный аналоговый ИИ из 400 вращающихся микрочастиц в капле жидкости

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Нейросети научат искать потенциальные ямы: ДГТУ формирует датасеты для анализа дорог

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Российская Tomato Quality Station автоматически сортирует помидоры

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Ученые предупредили о новой угрозе для квантовых компьютеров

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе

NASA показало поврежденное колесо марсохода Curiosity после почти 14 лет работы на Марсе