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

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте