Госкорпорация «Ростех» показала образец монокристаллического кремния, созданного по технологии, разработанной НПП «Салют» (входит в холдинг «Радиоэлектроника») и двумя специализированными институтами Российской Академии наук. Новый метод позволит импортозаместить иностранное сырье при производстве электронных силовых приборов.
«Кровь глобальной электроники»
Именно так именуют полупроводники, на основе которых производят чипы – необходимый элемент для создания практически любого электронного устройства. Изготовление полупроводниковых материалов – дорогой и технологически сложный процесс, который пока ни одна из стран мира не смогла полностью локализовать. Санкции исключили Россию из мировой «экосистемы» поставщиков и предприятий в области точного микроэлектронного машиностроения.
Чем меньше чип, тем выше уровень производительности микросхемы и шире спектр ее функций. Оптимальный размер на сегодняшний день – четыре нанометра. Для создания таких и чипов побольше требуются лазерные источники, инертные газы сверхвысокой очистки, технологии высочайшего уровня. И, пожалуй, самый важный элемент – монокремний.
Моно и поли
Моно-Si, благодаря своим уникальным полупроводниковым свойствам, называют одним из важнейших технологических материалов эпохи кремния и IT-революции. Он используется как «подложка» для микропроцессоров и важный элемент создания солнечных батарей, в том числе для космических станций. Его производство – долгий и очень дорогой процесс.
Поликристаллический кремний – более «дешевый» материал с менее затратным изготовлением. Он представляет собой вид природного кремния, очищенный в промышленных масштабах. Его используют для ЖК-экранов, интегральных схем и элементов фотоэлектрических солнечных модулей. Также поли-Si может выступать как полуфабрикат для производства монокремния.
«Вырастить» свое
Для изготовления моно-Si используется несколько технологий. В России применяется наиболее распространенный «процесс Чохральского». Но сырье до недавнего времени использовалось импортное. Это создало трудности в изготовлении кремниевых пластин, которые используются в производстве силовых полупроводниковых приборов.
Технология, разработанная отечественными учеными, включает синтез моносилана из кремния – его диоксида или металлургического порошка. На следующем этапе из него создается поли-Si – своеобразный полуфабрикат, из которого дальше производится монокремний. Такой способ изготовления моно-Si позволяет заменить зарубежное сырье российским и решить вопрос с импортозамещением кремниевых пластин.