• РЕГИСТРАЦИЯ

Волоконный лазер для производства чипов микроэлектроники

6 624

Ученые Института автоматики и электрометрии СО РАН разрабатывают волоконный лазер, востребованный в производстве микроэлектроники, метрологии и оптометрии. В будущем он сможет заменить аргоновые лазеры, которые сейчас используют в этих областях, а также стать альтернативой американским лазерам, применяемым в настоящий момент для разных задач.   

Универсальный волоконный лазер

Волоконный лазер — это твердотельный лазер, в котором в качестве активной усиливающей среды используется оптическое волокно. В этих лазерах волокно из силикатного или фосфатного стекла поглощает излучение от лазерных диодов накачки и преобразует его в излучение с определенной длиной волны. Лазер такого типа универсален, он эффективно режет, гравирует, маркирует и чистит различные материалы.

В отличие от своего предшественника, газового лазера, волоконный проще в обслуживании, а также не требует столь дорогостоящей оптики, достаточно лишь сварить волокно — соединить прозрачные нити из оптического материала между собой, нагрев их до высокой температуры. Помимо этого все параметры лазера можно настраивать и менять для той или иной задачи.

Самое распространенное из направлений, где активно используют волоконные лазеры, — связь. Мобильный интернет, Wi-Fi — чтобы всё это передавало сигнал на большие расстояния, светит волоконный лазер. Еще одно важное его применение — производство чипов для микроэлектроники, самое технологичное и наукоемкое производство нашей планеты. «Ничего более сложного и продвинутого не существует», — прокомментировал старший инженер-технолог лаборатории волоконной оптики Института автоматики и электрометрии СО РАН Алексей Евгеньевич Чурин

Алексей Чурин в лаборатории

Чем меньше длина волны излучения, тем меньше чип

Чип (или character-handling interface processor — интерфейсный процессор с посимвольной обработкой данных) — это часть любого процессора, которую печатают на кремниевой пластине — полупроводнике, разрезают и используют. На одной такой пластине можно напечатать от 30 до 12 0000 чипов.

Человек, который использует электроприборы, каждый день встречается с чипами. Весь мир окружен ими. В телефоне, на котором вы, возможно, читаете эту статью, их как минимум несколько: как быстро загрузилась эта статья, как быстро и без лагов вы можете ее листать, даже за вывод текста и изображений — за всё это отвечают чипы. Однако если спросить вас, видели ли вы их когда-нибудь, скорей всего, ответ будет «нет», потому они очень маленькие.

Размер такого чипа зависит от количества и плотности размещения на нем транзисторов — множества частей, размер которых в самых современных разработках близок к 10 нанометрам. Для сравнения: если представить, что 1 миллиметр — это пятилитровая бутылка, то 10 нанометров — это песчинка, которая лежит на ее дне. И чем меньше размер песчинки, тем больше их можно поместить в бутылку. Значит, если уменьшать размер транзисторов, на кремниевую пластину их можно будет поместить не 100 миллионов, а уже 100 миллиардов. Это нужно, чтобы при старом размере чипа увеличить его возможности, либо чтобы возможности остались прежними, а сам чип, наоборот, уменьшился. Следовательно, чем меньше транзисторы, тем более маленький чип реально создать.

Возможность сделать такую маленькую деталь, как транзистор, определяется тем, насколько человек или машина способны ее «увидеть», а это как раз зависит от того, каким излучением на нее светить. Чем меньше длина волны излучения, тем более маленький объект можно «разглядеть» и произвести. Длина волны излучения волоконного лазера — порядка одного микрона, а впоследствии она делится и становится еще меньше — 250—350 нанометров. С таким излучением уже можно напечатать очень маленькие чипы, которые способны поместиться в различные приборы, при этом не занимая много места.

Устранить дефекты, обеспечить точность и безопасность

После того как чипы будут напечатаны, их нужно обработать, проверить на дефекты и разрезать. Сначала они проходят ионную обработку или ионную имплантацию: под сильным потоком заряженных частиц удаляется очень тонкий слой поверхности чипа. Из-за того, что на кремниевой пластине остается некоторое количество удаленного вещества, образуется пленка, которая может мешать электропроводности чипа. Потом применяется лазерный отжиг (термическая обработка) с помощью волоконного лазера. Его уникальность заключается в создании локализованного нагрева, который достигается с помощью точного контроля глубины проникновения и позиционирования. Это позволяет сделать процесс термообработки полностью безопасным для термочувствительных материалов.

Кроме того, лазеры используют для разделения полупроводниковых пластин на сами чипы. Это сопоставимо с механическим пилением, но в отличие от него, лазеры способны обеспечить чипы прочностью и не нарушить их структуру. Более того, волоконные лазеры имеют повышенное качество резки и быструю пропускную способность.

Изготовители оборудования, а также крупные производители чипов и дисплеев постоянно совершенствуют современные приборы и процессы, чтобы при меньших затратах добиться лучшей функциональности чипов и дисплеев, компактности, а также снижения расхода энергии. Они интегрируют лазеры для таких важнейших отраслей применения, как литография и сверхкороткий отжиг, чтобы обеспечить высочайшую скорость обработки и контроль производственных дефектов. Это значительно повышает производительность и уменьшает стоимость производства, поэтому здесь используют именно волоконные лазеры.

Источник

Русские войн не начинают. Русские их заканчивают...

    А ситуация с просьбой Абхазии к грузинам поставить им электричество еще смешнее, чем кажется

    Абхазская сторона на днях обратилась к Грузии с просьбой поставить им электроэнергию. А они все вернут, но летом.Учитывая напряженные отношения между грузинами и абхазами ситуация выгля...

    «Россия выплачивает Абхазии компенсацию и закрываем вопрос»: в республике нашли выход из кризиса

    В Абхазии нашли решение кризиса с Россией. Надо просто, чтобы наша страна выплатила местным жителям компенсацию за свою имперскую геополитику в регионе, тогда, нас так и быть, простят.Н...

    В Киеве – истерика и жёсткие проверки

    После ракетных ударов по зданию СБУ погибли высокопоставленные чиныПодполье сообщает о последствиях ракетных ударов по Киеву, в результате которых наши силы разнесли пункт управления СБ...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Nikkuro Сегодня 11:37

      О террористической и военной активности ВСУ в последние недели

      Наверняка многие заметили, что градус напряжённости заметно вырос, как только в повестке появилась тема мирных переговоров.  Сначала история с Кирилловым, затем Рыльск, теперь Казань. Складывается ощущение, что кто-то очень не хочет мирных переговоров и делает всё, чтобы их сорвать или, как минимум, отсрочить начало их проведения.   ...
      369
      Nikkuro Сегодня 11:30

      Поляки вдруг узрели массовое дезертирство в ВСУ

      Поляки внезапно (нет) прозрели и пишут, что уровень дезертирства в ВСУ превышает уровень боевых потерь (убитых и раненых вместе взятых).  В частности, поляки пишут, что бусифицированные украинцы «появляются на фронте, но не знают, что делать». Фактически, напрямую это свидетельствует о том, что наловленные на улицах мужчины не проходят никакого обучения, даж...
      369
      Nikkuro Сегодня 11:04

      Губозакаточная машинка

      Мастер-класс по раскатыванию губы провёл Зеленеский. Просроченный заявил, что в США никто не против передать Киеву технологию производства Patriot, но пока так и не передали. Нелегитимный жалуется:   «И вроде бы никто не против. Никто ни разу мне не сказал — нет, мы вам не дадим. Но до сих пор мы ничего не получи...
      108
      Nikkuro Сегодня 10:13

      Гнида, где снаряды!?

      Проблемы с украинскими снарядами продолжаются. Ранее была изъята партия в 150 тысяч мин, но проблемы на этом не завершились.   ВСУшники жаловались на множество недостатков. Например, что из хвостовиков выпадают вышибные заряды. Потому «Укроборонпром» взялся за «решение» этой задачи, но в стиле «и так сойдёт». Они попросту залили в хвостовики си...
      148
      Nikkuro 19 декабря 10:33

      Ты их в дверь, они в окно

      Важные подробности раскрывает президент Азербайджана Ильхам Алиев. Такое дело…   На границе Азербайджана и Армении под видом наблюдателей ЕС уже создана инфраструктура НАТО. С армянской стороны. Президент Азербайджана открыто сказал об этом в интервью.   В 2022 была достигнута договоренность о том, что ограниченный конт...
      573
      Nikkuro 19 декабря 09:12

      Привет с туманного Альбиона

      Лондон уже начал PR подготовку, и заранее (!) ввёл санкции против войск РХБЗ и генерала Кириллова. «Белые каски» уже взяли сценарий «под козырёк» и объявили кастинг актеров массовки, поэтому ждём их скорого появления на Украине. Запомните этот твит, он из будущего.   https://t.me/trueolen/1009   *   *   *    ...
      449
      Nikkuro 17 декабря 11:14

      Главней всего погода в доме

      ЕС принял 15-й пакет антироссийских санкций.    В обосновании к санкциям утверждается, что все компании и люди из нового списка «материально поддерживают действия, которые подрывают и угрожают территориальной целостности, суверенитету и независимости Украины». Под санкции попали 30 компаний, ряд персон и даже морские суда. В частности «суверени...
      497
      Nikkuro 17 декабря 09:50

      Ситуация в экономике Германии

      Главному европейскому спонсору Украины каждую неделю приходят неутешительные новости. Центробанк Германии (Бундесбанк) пересмотрел прогноз экономического развития страны, который предусматривает снижение ВВП на 0,2% в 2024 году, + 0,2% ВВП в 2025 году (т.е. фактически откат к показателю 2023 года), +0,8% в 2026 году и + 0,7% в 2027 году. Вместе с тем, п...
      134
      Nikkuro 15 декабря 13:30

      В Удмуртии запущено производство титановых порошков для 3D-печати

      Росатом запустил производство порошков из титана для 3D-печати. Об этом сообщает пресс-служба топливного дивизиона госкорпорации.    Мощности новой линии на Чепецком механическом заводе хватит, чтобы обеспечить все потребности отечественного рынка и закрыть вопрос импортозамещения. Новое производство — важный этап в развитии бизнес-направления ...
      355
      Nikkuro 15 декабря 10:38

      Махмуд, капитан Ем Со и Кал Ян

      Нарколыга выходного дня про пивничных (северных) корейцев и мыр - ВИДЕО   Вечерело. Капитан Ем Со Бак выпустил изо рта жирную струю клубничного дыма, который ватным облаком закрыл весь потолок блиндажа. Кал Ян – хорошая штука, лучше, чем листья курить, тем более листьев в лесу уже почти не осталось. Ем Со с благодарностью посмотрел на двухметр...
      816
      Nikkuro 15 декабря 09:21

      Армения и фашизм

      Справочно: Хосанк - неонацистское политическое движение. Основанло в 2021 году американцем армянского происхождения Айком Назаряном. 1 января 2024 года члены группы прошли парадом по центру Еревана со стилизованными под нацизм флагами.   Движение призывает к созданию могущественного армянского государства, которое включает в себ...
      435
      Nikkuro 14 декабря 13:44

      Запад: ставка на Беларусь

      В Беларуси возможен силовой сценарий смены власти. Об этом заявила в интервью украинским СМИ гражданка Тихановская.   Украинские медиа были выбраны не случайно. Акцент был сделан на воюющих за киевский режим наемниках в составе т.н.«полка калиновского». По мнению Тихановской данное формирование должно составить костяк вторгнувшейся в Беларусь г...
      590
      Nikkuro 13 декабря 12:23

      Как хоронили Abrams

      Плач по Abrams достиг апогея: провал танка на Украине признали в Пентагоне. Об этом сообщил советник президента США по национальной безопасности Джейк Салливан во время выступления на форуме по национальной обороне в штате Калифорния. И он подчеркнул, что данная оценка «в точности» сходится с позицией американских военных.   Одной из причин про...
      168
      Nikkuro 13 декабря 11:10

      В Санкт-Петербурге запустят серийное производство грузовиков БАЗ

      Концерн ВКО "Алмаз - Антей" в 2025 году запустит в серийное производство новую линейку гражданских грузовиков БАЗ, созданных на основе военной автомобильной техники. Об этом сообщил заместитель генерального директора концерна - директор Обуховского завода Михаил Подвязников.   Презентация семейства грузовиков на новой грузовой платформе состоял...
      824
      Nikkuro 13 декабря 09:54

      Укрепрайон в подарок

      Очередная порция «зрады», на этот раз сотворённая командованием украинскими вооруженными формированиями, озвучена киевским пропагандистом Юрием Бутусовым. На ключевом направлении фронта, где Вооруженные силы России приближаются к «фортеце» Покровску, ВСУ, оказывается, практически без боя сдали свежепостроенный укрепрайон.  И мало того, что на него б...
      891
      Nikkuro 13 декабря 09:31

      В России завершилось импортозамещение серверов

      Глава “Ростелекома” заявил, что Россия полностью закрыла вопрос импортозамещения мощных серверов, систем хранения данных и вычислительных ресурсов. “Сегодня страна чувствует себя достаточно уверенно,” — подчеркнул он, выступая в Совете Федерации.   Кроме того, завершена работа по созданию отечественного оптоволокна в Саранске. Завод “Оптиковоло...
      851
      Nikkuro 12 декабря 11:47

      Трудности перевода

      Неспособность «знатоков» украинского языка определиться с тем, как на «мове» будет звучать и писаться «вертолёт» давно стала мемом. Существует 4 основных варианта, используемых в СМИ: вертольот, вертолiт, гвинтокрил, гелiкоптер. С единственным верным на Украине определиться пока не смогли.   Но у многострадального летательного аппарата неожидан...
      1151
      Nikkuro 12 декабря 09:34

      «Русский йод» начинает производство кристаллического йода в Архангельской области

      На опытном кусте скважин Северодвинского месторождения стартовали пусконаладочные работы, там вскоре выпустят первую продукцию.   Промышленная площадка компании «Русский йод». Фото: «Достояние Севера».По соглашению с Корпорацией развития Дальнего Востока и Арктики инвестор вложил в развитие проекта 42,6 млн рублей. На первом этапе опытное произ...
      160
      Nikkuro 12 декабря 08:49

      Орден Святого апостола Андрея Первозванного

      10 декабря 1698 года Петром Первым был учрежден Орден Святого апостола Андрея Первозванного, ставший высшей государственной наградой Российской империи на долгие столетия – вплоть до 1917 года. Император почитал Святого Апостола как своего покровителя и покровителя державы Российской.   ▪️ Эту высшую награду могли получить за чрезвычайные заслу...
      585
      Nikkuro 11 декабря 21:54

      Запад загрустил, а в России ИИ поставили на метеорологическую службу

      Еще в феврале 2024 года стало известно, что Россия перестала получать информацию с западных метеоспутников. Это было в рамках сотрудничества с системой EUMETSAT, которая поставляла данные для прогнозов погоды. Но благодаря «Роскосмосу» эту ситуацию быстро исправили. И ожидается, что к концу 2024 года Россия полностью полностью откажется от сотрудничества с западной ме...
      541
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика