Журнал «Компьютерра» № 4 от 30 января 2007 года

В компании надеются, что солидная часть сообщества, сложившегося в реальном мире вокруг журнала Burda, безболезненно перекочует в Интернет. Тем более что весь материал предоставляется по принципу открытого кода — по лицензии Creative Commons. Как подчеркивают сотрудники журнала, Burda на этом поприще — первая из модных компаний с устоявшейся репутацией, что, конечно, не только характеризует конгломерат Burda Medien с хорошей стороны, но и свидетельствует о принятии обществом идей open source и «правильного» подхода к вопросам копирайта. ИП

Чипы ручной сборки

Любопытную технологию точной сборки кремниевых пластин предложили исследователи из Саутгемптонского университета в Великобритании. Заимствовав идею у детских конструкторов вроде Lego, ученые обещают скорое появление 3D-электроники.

Сегодня практически все электронные чипы изготавливаются на единственной кремниевой пластине. Ее травят кислотой, покрывают слоями проводников, диэлектриков или вспомогательных материалов и снова травят, получая в конце концов несколько рабочих слоев чипа. Но этот процесс не безграничен. Весьма заманчиво сделать несколько пластин с различными электронными компонентами, быть может, изготовленными по разной технологии, а затем соединить их вместе бутербродом. А иногда без трехмерной конструкции и вовсе не обойтись — например, если нужно разместить в чипе миниатюрную турбину. Прототип такой семислойной турбины недавно был разработан в Массачусетском технологическом институте. Беда в том, что сегодня несколько кремниевых пластин вынуждены соединять чуть ли не вручную под микроскопом, совмещая специальные метки на разных пластинах. И точность этой операции — порядка одного микрона — не годится для современных чипов.

Чтобы обойти эту трудность, ученые с помощью обычной технологии вытравили по краям одной из пластин ряд углублений, а на другой пластине — соответствующий ряд расположенных на концах гибких кронштейнов пирамид шириной 500 мкм у основания и 100 мкм на вершине. Кронштейны прогибаются, если пирамиды сразу не попали в дырки, и не дают им сломаться или оцарапать другую пластину. Теперь пластины можно соединять чуть ли не голыми руками. Пирамиды попадают в углубления и позиционируют кремниевые пластины с точностью 200 нм, что в пять раз лучше, чем у всех до сих пор известных технологий. После этого пластины можно соединить уже намертво, нагрев до 400 градусов в атмосфере азота.

Первые опыты проводились с пластинами размером 2х2 см. И если новые эксперименты с пластинами стандартных размеров пройдут успешно, можно будет приступать к разработке трехмерных чипов. ГА

Цукубский дыркоуловитель

Японским ученым из Университета Цукубы впервые удалось проследить за протеканием тока через p-n-переход в полупроводнике. Новая техника «токовой» микроскопии с разрешением меньше 10 нм станет незаменимым инструментом при создании чипов следующих поколений.

Казалось бы, про полупроводниковые устройства все уже давно известно. В кристалл полупроводника хаотически внедряют атомы примесей, у которых во внешней оболочке либо на один электрон больше, либо, наоборот, одного не хватает. В результате в кристалле возникают переносчики заряда — электроны и дырки. Они дрейфуют под действием поля, порождая электрический ток, «аннигилируют», если встречаются друг с другом, или рождаются парами, если в полупроводник попадает подходящий фотон. Эти процессы прекрасно описываются макротеорией, которая устанавливает связь между током и напряжением.

Однако по мере дальнейшей миниатюризации ситуация становится все менее предсказуемой. Дело в том, что новые транзисторы так малы, что в их канале помещается лишь несколько десятков атомов примесей. Когда их мало, каждый примесный атом, электрон или дырка уже не теряют свою «индивидуальность» и их случайное местоположение начинает заметно влиять на работу прибора. Поэтому, чтобы описать работу наноустройств, приходится следить чуть ли не за каждым носителем заряда.

Казалось бы, и тут все схвачено. Сканирующие туннельные микроскопы уже давно умеют «прощупывать» своей иголкой каждый отдельный атом. Однако с носителями заряда возникают большие проблемы. По игле течет слабый ток, так что электроны и дырки полупроводника изменяют свое естественное положение и характер движения, стремясь собраться вокруг близко расположенного острия иглы микроскопа. Чтобы обойти эту трудность, ученые применили лазер, импульсы которого порождают дополнительные пары электронов и дырок в полупроводнике и позволяют судить о том, как движутся заряды при отсутствии возмущений от иголки. Например, если после импульса лазера ток, текущий по игле, сильно изменяется, то ясно, что электронов и дырок до этого рядом не было. В экспериментах удалось детально проследить за распределением носителей заряда в p-n-переходе арсенида галлия. По мере увеличения напряжения на переходе с 0,5 до 0,9 вольт дырки все глубже проникали в n-область, как и предсказывает теория.