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.
