Японские ученые и инженеры выполнили исследование, которое обещает намного расширить возможности современной электроники. Сотрудники исследовательских центров корпорации Toyota и фирмы DENSO разработали экономически приемлемую технологию получения кристаллов карбида кремния, пригодных для изготовления микрочипов. Это сообщение 26 августа появилось в журнале Nature.

Значение этой работы поистине трудно переоценить. В настоящее время практически все микропроцессоры изготовляются на базе кремниевых кристаллов, легированных различными примесями. Силиконовая электроника работает и на Земле, и в космосе, однако есть у нее очень существенная слабость - кремниевые чипы боятся перегрева. Это обстоятельство заставляет инженеров снабжать мало-мальски мощные электронные устройства вентиляторами и другими охлаждающими системами, отводящими тепло от процессорных блоков.

В середине прошлого века было доказано, что вместо чистого кремния для изготовления процессоров можно использовать его карбид, химическое соединение, молекула которого состоит из атома кремния и атома углерода. Карбид кремния проводит электричество куда лучше чистого силикона и обладает целым рядом других ценнейших механических и физических свойств; в частности, на его основе можно изготавливать процессоры, способные работать при температурах в несколько сотен градусов. Однако микроэлектроника нуждается в карбиде кремния с правильной кристаллической структурой, который нелегко вырастить даже в лабораторных условиях. Промышленные способы получения этого материала до сих пор не позволяли сравнительно дешево изготавливать достаточно крупные кристаллы, свободные от многочисленных структурных дефектов, так называемых дислокаций. Это обстоятельство до сих пор служило основным препятствием к применению карбида кремния для изготовления транзисторов.

Похоже, что теперь этот барьер преодолен. Кацумаса Такатори и его коллеги нашли способ выращивать кристаллы из сверхнасыщенного пара карбида кремния, который позволяет снизить число дислокаций на два-три порядка по сравнению с традиционными методами. Из такого материала можно изготовлять процессоры, которые не теряют эффективности при нагреве до 650 градусов Цельсия. Японские ученые пока что в состоянии получать кристаллы размером не более трех дюймов, однако они уверены, что это далеко не предел. Специалисты полагают, что коммерциализация новой технологии сулит подлинную революцию в микроэлектронике.

Источник:
Daisuke Nakamura, Itaru Gunjishima, Satoshi Yamaguchi, Tadashi Ito, Atsuto Okamoto, Hiroyuki Kondo, Shoichi Onda & Kazumasa Takatori
Ultrahigh-quality silicon carbide single crystals
Nature 430, 1009 - 1012 (26 August 2004)