Поделиться
В России разработан точный метод контроля при производстве электроники меньше 10 нм
Российские ученые разработали метод контроля за работой передовых микросхем. Уменьшение размеров микроэлектроники приводит к росту ее уязвимости, что требует усложнять структуру и методы контроля.
Метод для производства вакуумной наноэлектроники
Ученые НИУ МИЭТ и Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН разработали эффективный способ контроля работы микросхем. Это поможет в разработке нового класса электронных устройств, не чувствительных к радиации и высокой температуре, что делает возможным их использование в экстремальных условиях космоса, пишут РИА «Новости».
Достигнутые результаты могут быть использованы для разработки нового класса вакуумных нанотранзисторов и компактных электронных источников на основе многоострийных полупроводниковых катодов и точно рассчитать параметры разрабатываемых транзисторов с вакуумным зазором, по словам начальника Научно-исследовательской лаборатории «Моделирование и разработка устройств нано- микросистемной техники» НИУ МИЭТ Глеба Демина.
Разработанный метод можно будет также применить при конструировании других перспективных устройств вакуумной наноэлектроники, таких как микрофокусные рентгеновские трубки и радиочастотные усилители сигнала.
Сложная задача контроля
При уменьшении устройств ниже 10 нанометров усиливается влияние на электронные элементы внешних воздействий и их использование в космическом пространстве становится практически невозможным, пояснили в НИУ МИЭТ.
«Это связано с высокой чувствительностью суб-10 нм полупроводниковых транзисторов к одиночным радиационным эффектам и эффектам смещения из-за воздействия космических лучей: наземный поток нейтронов на уровне моря может вызывать необратимые структурные дефекты кристаллической решетки. В результате происходит повреждение, обуславливающее изменение подвижности носителей заряда и сдвиг рабочих напряжений, что приводит к непредвиденным ошибкам и делает поведение микросхем непредсказуемым», — рассказал Демин.
Вакуумный зазор позволяет увеличить быстродействие и надежность транзистора, так как электроны не соударяются с решеткой, что увеличивает скорость их переноса, а электрический ток в зазоре менее чувствителен к радиационным и тепловым эффектам.
В таких вакуумных нанотранзисторах вместо катода с одним центром (острием) испускания электронов можно использовать плотный массив элементов. Но наблюдение за работой и предсказание характеристик таких многоострийных катодов из-за большого числа элементов в матрице становится сложной задачей.
Производство миниатюрной электроники
Миниатюризация элементов современной электроники ведет к росту ее уязвимости: при отсутствии соответствующих мер защиты вывести ее из строя или вызвать случайные системные сбои может экстремальная температура, воздействие «жесткого» излучения или поток тяжелых частиц, объяснили специалисты НИУ МИЭТ.
В России к 2028 г. планируется наладить массовое производство микросхем по техпроцессу 65 нм. Этот техпроцесс не считается современным, но используется, например, при производстве чипов для банковских и SIM-карт. Процессоры по топологии 3 или 4 нм выпускают, как правило, на фабриках тайваньской компании TSMC. Китай тоже очень сильно обогнал Россию — он осваивает 14,7 и 5 нм.
В конце 2024 г. CNews писал, что Intel столкнулась с серьезными трудностями при освоении передового технологического процесса 1,8 нм. Высокий уровень брака грозил срывом запланированных сроков.
Короткая ссылка
