Техника - молодёжи 1988-08, страница 4

ЭРА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ-

Век радио, авиации, автомобильная эпоха, атомный век, космическая эра — каких только эпитетов не придумано для нашего столетия! Но в последнее время на страницах газет и журналов все чаще мелькает: «время кремния». И неудивительно — этот химический элемент стал основой для подавляющего большинства электронных приборов, благодаря которым мы и говорим теперь об автоматизации, роботизации, компьютеризации, информатике.

Так выглядит продукция современного микроэлектронного предприятия.

Время кремния

Григорий ЛЬВОВ,

инженер

ВЕЗДЕСУЩИЙ СИЛИЦИУМ

Как химический элемент, кремний стоит на втором месте по распространенности в природе, составляя 25% массы земной коры. Удивляет и разнообразие его проявлений: граниты и базальты, песчаники и осадочные породы, глина и стекло. Двуокись кремния — это прекрасные кристаллы горного хрусталя, розового и дымчатого кварца, кристоба-лита, кварцита, аметиста, опала, агата, яшмы, халцедона. Но красота — не главное, особенно в промышлен

ности. Технологов интересуют иные достоинства силициума.

Идеальный кристалл кремния — полупроводник, который, как известно, являет среднее между металлами и изоляторами. Вводя специальные примеси, можно легко управлять электрическими свойствами полупроводникового кристалла и таким образом формировать самые разные электронные детали. Добавим, что поликристаллическнй кремний хорошо пропускает ток, а окись кремния, наоборот, прекрасный диэлектрик — значит, под рукой у инженера материал и для проводящих выводов, и для и олирующих покрытий. Есть у кремниевых изделий и еще одно достоинство: они выдерживают большие токи и напряже

ния, могут работать при сравнительно высокой (до +80° С) температуре, причем с малыми потерями энергии. А главное, кремний дешев и доступен. Вот почему большинство специалистов считает, что кремний удержит безусловное лидерство в микроэлектронике и в начале третьего тысячелетия, несмотря на рождение новых материалов типа арсенида галлия и антимонида индия.

Чистый кремний впервые был получен шведским химиком Й. Берце-лиусом еще в 1825 году. Однако лишь микротехнологический бум последних десятилетий в полной мере раскрыл уникальные способности этого элемента. Сейчас на одном чипе — квадратном кристаллике кремния со стороной около 5 мм и толщиной меньше миллиметра — удается разместить несколько миллионов транзисторов, причем размер отдельных элементов не превышает микрометра. Производство микросхем — процесс деликатный, сверхминиатюризация требует дорогостоящего и сложного оборудования. Тем не менее цена одного чипа на мировом рынке не столь уж велика. Выручают огромные тиражи, массовость выпуска, то есть главный принцип так называемой групповой технологии. На каждой кремниевой пластинке-заготовке одновременно формируется несколько сотен чипов, а в установке обычно обраб; тывает-ся сразу целая серия пластин, так что после каждого производственного цикла получают десятки тысяч микросхем.

Микроэлектроника — дитя науч-но-технической революции Своим рождением она почти в равной степени обязана и успехам науки, и прогрессу технологии. Появление микросхем было бы немыслимо без развития теории твердого тела и квантовой механики, физики полупроводников и фи икохимии поверхности. С другой стороны, микроэлектронное производство — это синтез новейших методов сверхтонкой очистки вещества и выращивания кристаллов, плазмохимии и точной механики, вакуумной техники и оптики. Проявляется общая закономерность нашего ст олетия: чисто научные и сугубо производственные задачи, стоящие сегодня перед человечеством, как бы сливаются воедино.

Какой же путь проходит горсгка песчинок, прежде чем кремниевые чипы зажгут дисплеи ЭВМ?

2