Пресс-релиз от 21 марта 2012г. В ТУСУРе ведутся работы по улучшению качеств и свойств материалов, используемых в высокотехнологичном производстве

Исследователи разрабатывают методы лазерного нанотекстурирования сапфировых подложек, на которых выращиваются эпитаксиальные слои нитрида галлия для производства светодиодов. Как рассказала одна из исследователей аспирантка кафедры физической электроники Елена Саврук, данная технология перспективна для дальнейшего внедрения в производство светодиодов в Томске. В настоящее время в производстве используются уже готовые профилированные подложки, которые закупаются за рубежом. Собственное профилирование подложек с использованием лазерного нанотекстурирования поверхности позволит не только значительно снизить производственные затраты, но также увеличить эффективность светодиодов на 15 – 20 %.

- Это только один из вариантов практического применения технологии лазерного нанотекстурирования, - подчёркивает профессор кафедры физической электроники Серафим Всеволодович Смирнов. – Данное направление является очень перспективным во многих областях производства: с его помощью можно сделать материалы прочнее или придать им новые физико-химические свойства, необходимые для решения практических задач.

В ТУСУРе исследования по нанотекстурированию керамических материалов начались в 2008 году с разработки технологии по повышению прочности керамических подложек гибридных интегральных схем. С начала 2011 года данная технология используется в производственном процессе НПФ «Микран». Она используется в производстве схем СВЧ-диапазона на керамических подложках для создания межслойных электрических соединений повышенной надёжности.

Техническая справка

• Алюмооксидная керамика. Керамические материалы на основе α–A l2O3 (алюмооксидная керамика) широко используются в электронной и электротехнической промышленности. Широкое применение алюмооксидная керамика находит в технологии изготовления подложек для интегральных схем и корпусов полупроводниковых приборов. Однако реальная поверхность керамических подложек, полученных по стандартной технологии, имеет большое количество дефектов, поэтому важную роль играют процессы подготовки поверхности подложек перед нанесением металлических и диэлектрических слоев и последующей пайкой и сборкой.
• Сапфировые подложки. Тонкие пластины сапфира (искусственно выращиваемый кристалл, разновидность алюмооксидной керамики), которые применяются в опто- и микроэлектронике для наращивания на них слоёв из различных материалов (нитрид галлия, кремний, другие материалы). Сапфир является основным материалом при производстве светодиодов, так как его кристаллическая решётка позволяет наращивать эпитаксиальный слой нитрида галлия (GaN) с хорошими рабочими характеристиками и соотношением цена-качество.
• Эпитаксиальный слой. Эпитаксия - рост одного монокристалла на монокристаллической поверхности другого. Важное значение для получения эпитаксиальных слоёв высокого кристаллического совершенства имеют чистота поверхности подложки, скорость нанесения материала и температура процесса. Эпитаксиальный рост широко используется в нанотехнологиях и производстве полупроводниковых приборов для создания слоёв полупроводниковых материалов с высоким кристаллическим качеством, таких как кремний, германий, нитрид галлия, арсенид галлия и фосфид индия.
• Лазерное нанотекстурирование. В настоящее время процессы лазерной обработки керамических материалов представляют наибольший интерес, поскольку они приводят не только к улучшению качества поверхности подложек, но и открывают путь к созданию аддитивных технологических процессов изготовления интегральных схем. С научной и практической точки зрения также большой интерес представляет получение новых свойств материалов путём модификации поверхности с помощью лазерного воздействия. Наряду с уменьшением шероховатости поверхности, изменением химического состава приповерхностного слоя наблюдается текстурирование поверхности. То есть появляется возможность управления оптическими, механическими и электрическими свойствами поверхности.

При подготовке справки использовалась информация с сайтов: www.rusnano.com, http://thesaurus.rusnano.com, www.russianelectronics.ru.