Ученые из Санкт-Петербурга разрабатывают уникальную нанолитографическую установку, которая позволит создавать сверхминиатюрные чипы. Ее разрешающей способности хватит, чтобы создавать чрезвычайно тонкие элементы микросхем - толщиной до 10 нм. Характерные размеры транзисторов и проводящих дорожек в самых совершенных на сегодня процессорах корпораций Intel и AMD на порядок больше - 130 нм.

Закон Гордона Мура, предсказывающий, что количество транзисторов в процессорах будет удваиваться каждые 18 - 24 месяца, что будет вызвано уменьшением их размеров, недавно оказался под угрозой. Стремление сделать компьютеры как можно производительнее и миниатюрнее наткнулось на естественное препятствие.

Дело в том, что микросхемы изготавливаются методом нанолитографии. В общих чертах этот процесс заключается в следующем: на кремниевую подложку наносится слой неокисляющегося вещества, испаряющегося под действием светового пучка - фоторезиста. Затем атомы фоторезиста "выжигают" световым лучом, рисуя на кремнии дорожки, которые впоследствии обретают проводимость под действием окислителя.

Уменьшить размеры процессора и увеличить его быстродействие можно, лишь уменьшая размеры элементов микросхемы. Этого можно добиться двумя способами - делая слои микросхемы все тоньше и тоньше или прочерчивая дорожки все уже и уже. Однако существует закон природы, по которому разрешение картинки, рисуемой световым лучом, не может быть меньше половины длины волны источника света.

Отсюда и решение проблемы - попытаться уменьшить саму длину волны с ныне используемых 248 нм до 193 нм. Увы, эта часть спектра уже относится не к видимому свету, а к жесткому ультрафиолету. А его очень трудно фокусировать. При обычной оптической нанолитографии изображение фокусируют с помощью кварцевых линз. Но в случае ультрафиолета кварцевое стекло не годится - оно поглощает коротковолновое излучение, нагревается и разрушается.

Ученые из санкт-петербургского Физико-технического института им. Иоффе РАН предлагают построить установку для нанолитографии, в которой излучение будет фокусировать система зеркал. Они разработали специальное многослойное зеркальное покрытие, которое отражает излучение, не поглощая его. Кроме этого российские ученые создали новые типы фоторезистов, причем в этой области они продвинулись дальше, чем их заокеанские коллеги. Дело в том, что обычно для фоторезистов используют полимерные материалы и размеры молекул полимера не позволяют получить изображение меньше 70 нм. А резисты, разработанные в Питере, основаны на неорганических соединениях. Они-то и позволят добиться сверхконтрастности и сделать толщину изображений меньше 10 нм.

На создание прототипа аналогичной системы западные полупроводниковые компании во главе c Intel выделили $250 млн на пять лет. Можно ли в условиях нашей действительности ожидать успеха в такой сверхдорогой области? По мнению ученых из Питера, это вполне реально. "За счет некоторого подъема в финансировании и зарубежных грантов глубокий коллапс, вызванный безденежьем, сменяется подъемом интереса российской науки к этой высокотехнологичной и чрезвычайно перспективной сфере наукоемкого производства", - говорит руководитель проекта Рубен Сейсян.

ИННОВАЦИИ: Зеркало для микросхемы