Лазерна нанотехнологія

Пер. з англ. С. Філімонова.

Всі комп'ютерні мікропроцесори виготовляються на кремнієвої підкладці методом фотолітографії: світло, проходячи через шаблон з малюнком схеми, формує негатив цього малюнка на пластині, закладаючи сплетіння межз'єднань. Збільшуючи частоту коливань світлової хвилі, тобто переходячи від зеленого світла до синього, а потім і до ультрафіолетового, інженери зменшують ширину лінії малюнка, тобто скорочують розміри інтегральних схем.

Але, схоже, можливості цієї технології вичерпані: наступні за ультрафіолетовими рентгенівські промені важко сфокусувати, і тому рентгенівська літографія використовується вкрай рідко. Один з варіантів - використовувати саме світло як шаблону. Дж. Дж. Макклеланд зі своїми колегами з Національного інституту стандартів і технології (США) застосував цей метод, щоб виготовити решітку з хромованих точок на маленькій кремнієвої пластині. Розмір точки - всього 80 нм - Значно менше роздільної здатності, забезпечуваною ультрафіолетовими променями. Фізики впевнені, що з подальшим розвитком цієї технології можна буде на площі в 1 см2 всього за кілька хвилин розмістити 2 млрд інтегральних схем.

Секрет полягає у використанні як лінзи лазерного променя. Щільний вузький пучок атомів хрому, що отримується при нагріванні навішування хрому в мікрохвильові печі, пропускають крізь пучок лазерного випромінювання, частота якого близька до частоти власних коливань атомів хрому. У результаті атоми втрачають енергію, тобто охолоджуються. Безпосередньо перед кремнієвої підкладкою ці атоми потрапляють в ще один лазерний пучок - приблизно тієї ж частоти, що і перший. Будучи відбитим від дзеркала, цей пучок утворює стоячу хвилю, тобто хвилю, пучності і вузли якої фіксовані в просторі.

Натрапивши на таку стоячу хвилю, атоми хрому змушені рухатися або вгору, до гребеню хвилі, або вниз, до вузла між гребенями. Таким чином, хвиля грає роль лінзи, відхиляючи що проходять крізь неї атоми від прямої траєкторії на половину довжини хвилі і вибудовуючи їх в акуратні лінії на поверхні кремнієвої пластини. Якщо пластину висвітлити двома взаімноперпендікулярнимі лазерними пучками, як це зробив Макклеланд, лінії перетворяться на правильну сукупність точок - грати. Наступний крок - сканування лазером поверхні для створення довільного малюнка інтегральних наносхем.

В технології позиціонування атомів фокусовані лазерним променем - таке назва фізики закріпили за новою технологією - треба буде розв'язати чимало проблем, перш ніж вона з'явиться в заводських цехах. Наприклад, не всі атоми фокусуються. Ймовірно, буде неможливо стравлювати матеріал, не руйнуючи малюнка з'єднань. Але, оскільки теоретично за допомогою цієї технології можна створювати схеми з шириною лінії малюнка в 10 разів меншою, ніж сьогоднішні, вона врешті-решт приверне до себе увагу.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.1september.ru/