Лазерная нанотехнология
Лазерная нанотехнология
Пер. с англ. С.Филимонова.
Все
компьютерные микропроцессоры изготавливаются на кремниевой подложке методом
фотолитографии: свет, проходя через шаблон с рисунком схемы, формирует негатив
этого рисунка на пластине, закладывая сплетение межсоединений. Увеличивая
частоту колебаний световой волны, т. е. переходя от зеленого света к синему, а
потом и к ультрафиолетовому, инженеры уменьшают ширину линии рисунка, т. е.
сокращают размеры интегральных схем.
Но,
похоже, возможности этой технологии исчерпаны: следующие за ультрафиолетовыми
рентгеновские лучи трудно сфокусировать, и поэтому рентгеновская литография
используется крайне редко. Один из вариантов - использовать сам свет в качестве
шаблона. Дж. Дж. Макклеланд со своими коллегами из Национального института
стандартов и технологии (США) применил этот метод, чтобы изготовить решетку из
хромированных точек на маленькой кремниевой пластине. Размер точки - всего 80 нм
- значительно меньше разрешающей способности, обеспечиваемой ультрафиолетовыми
лучами. Физики уверены, что с дальнейшим развитием этой технологии можно будет
на площади в 1 см2 всего за несколько минут разместить 2 млрд интегральных
схем.
Секрет
заключается в использовании в качестве линзы лазерного луча. Плотный узкий
пучок атомов хрома, получаемый при нагревании навески хрома в СВЧ-печи,
пропускают сквозь пучок лазерного излучения, частота которого близка к частоте
собственных колебаний атомов хрома. В результате атомы теряют энергию, т. е.
охлаждаются. Непосредственно перед кремниевой подложкой эти атомы попадают в
еще один лазерный пучок - примерно той же частоты, что и первый. Будучи
отраженным от зеркала, этот пучок образует стоячую волну, т. е. волну, пучности
и узлы которой фиксированы в пространстве.
Натолкнувшись
на такую стоячую волну, атомы хрома вынуждены двигаться либо вверх, к гребню
волны, либо вниз, к узлу между гребнями. Таким образом, волна играет роль
линзы, отклоняя проходящие сквозь нее атомы от прямой траектории на половину
длины волны и выстраивая их в аккуратные линии на поверхности кремниевой
пластины. Если пластину осветить двумя взаимноперпендикулярными лазерными
пучками, как это сделал Макклеланд, линии превратятся в правильную совокупность
точек - решетку. Следующий шаг - сканирование лазером поверхности для создания
произвольного рисунка интегральных наносхем.
В
технологии позиционирования атомов фокусированным лазерным лучом - такое
название физики закрепили за новой технологией - предстоит разрешить немало
проблем, прежде чем она появится в заводских цехах. Например, не все атомы
фокусируются. Вероятно, будет невозможно стравливать материал, не разрушая
рисунка соединений. Но, поскольку теоретически при помощи этой технологии можно
создавать схемы с шириной линии рисунка в 10 раз меньшей, чем сегодняшние, она
в конце концов привлечет к себе внимание.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.1september.ru/