Off topic: Inside of Microelectronic Science

Пока новых путешествий не случилось, поэтому расскажу-ка я о закромах электронной промышленности и микроструктурной диагностики. Ведь не всегда ж путешествовать, надо и делом иногда заниматься

• Итак, транзисторы сейчас повсюду - внутри мобильных телефонов, в микроволновых печах, стиральных машинах и прямо за монитором, на котором вы читаете этот текст. И как все микрокомпоненты современной электроники, транзисторы производятся в clean-room manufacturing facilities и исследуются в комплескной паре AFM & SEM. А можно поконкретнее - попросите вы, проявив любопытство. Пожалуйста.

Clean room, чистая комната - специальное помещение со стабильно поддерживаемой на минимальном уровне концентрацией грязевых агентов - пыли, бактерий, аэрозолей. То есть комната с очень чистым воздухом (не путать со "свежим горным воздухом", это не одно и то же). В такой атмосфере можно формировать полупроводниковые микроструктуры, не боясь запачкать их частичками своего же отмершего эпидермиса.

Попасть в clean-room - это целое дело.
Сначала надо надеть комбинезон, шапочку, маску, перчатки и бахилы.

Потом наступить на специальный липкий коврик, чтоб пыль с подошв отстала.

Затем аэрошлюз, в нём идёт циркуляция и фильтрация воздуха.

Открывать дверь нельзя, пока не загорится зелёная лампочка, сигнализирующая о приемлемой очистке шлюза.

Вот и clean-room, чистое помещение. С фотокамерой всё впорядке, просто это специальное технологическое освещение - жёлтый спектр не взаимодействует с фоточувствительными масками и литографическими химреагентами.

По стандарту US FED STD 209E класс чистоты этого клинрума равен 100, что означает в кубическом футе воздуха здесь содержится не больше ста пылевых частиц размером до 0,5 микрометра. В обычной комнате даже после самой тщательной уборки (с веником и шваброй) таких пылинок не меньше десятка миллионов на куб. метр.

Я сразу же вооружился пульверизатором-промывателем.

Hlavni vypinac - главный выключатель - отличается внушительным размером и жёлто-красной расцветкой.

Шкафчик с химреактивами.

Образцы для исследований выглядят по-разному.

Посмотрим на галий-нитридную транзисторную структуру в микроскоп.

Что же мы там увидим?

А увидим исследуемый полевой транзистор с т-образным профилем затвора. Зазор между стоком и истоком - 5 микрон. Их производят в этом клин-руме методом фото-литографии.

В соседней комнате лаборатория микроскопических исследований. Там располагаются друзья и помощники физиков-експериментаторов - АСМ и РЭМ.

• АСМ (он же AFM) - атомный силовой микроскоп, срециальной супер-острой иглой сканирует неровности поверхности образцов в нанометровых масштабах.

Иголочки с радиусом острия 10 нанометров расположены на краях специальных держателей-кантиливеров, вот они. Стоимость одного кантиливера - минимум 40 евро.

Тихо, идёт сканирование!

Результат - трёхмерная морфология поверхности. Это мои образцы тонкоплёночных сульфидов.

• РЭМ (он же SEM) - растровый электронный микроскоп. На образец направляется пучок электронов, специальным детектром фиксируются вторичные электроны, рассеявшиеся от поверхности. Прибор крайне востребован в институте - действует онлайн-расписание работы, очередь надо занимать за дней 10-12.

Ну а картинки получаются просто прелестные. И снова до нанометровых размеров - увеличение 20 000 000 крат. Так мы получаем возможность видеть то, что принципиально невозможно увидеть с помощью обычного света. Точнее не видеть, а щупать электронным лучом.

А ведь я ещё в шестом классе понял, что физика - это здорово!