Ученые ДГУ разработали аналог оборудования для изготовления нанопленок
Сюжет PROНаука
Группой ученых Дагестанского государственного университета (ДГУ) реализован проект по созданию бюджетного аналога технологической платформы атомно-слоевого осаждения (АСО) тонкопленочных структур с возможностью мониторинга изменения массы и толщины в процессе роста пленок. Об этом РБК Кавказ рассказал руководитель проекта и главный разработчик Рустам Амашаев.
Работа над созданием оборудования началась в 2023 году, после победы сотрудников Инжинирингового центра ДГУ в грантовом конкурсе «Старт-1» Фонда содействия инновациям с проектом «Разработка технологической платформы атомно-слоевого осаждения (АСО) для синтеза материалов микро- и наноэлектроники». Главная задача ученых заключалась в создании установки АСО, аналогичной зарубежной по основным характеристикам, при этом доступной отечественному потребителю по цене. В результате были произведены проектирование и сборка прототипа установки базового типа для термического атомно-слоевого осаждения, осуществляемого на нанометровом уровне с контролем толщины и прироста массы.
Для чего нужны тонкие пленки
Наиболее значимыми областями применения технологий АСО являются:
— покрытия на дисперсных материалах для композитов;
— прецизионный контроль размера пор для фильтров;
— изготовление активных элементов для болометров, фотодетекторов, фотоэлектронных умножителей и т.д.;
— осаждение функциональных тонких пленок для микроэлектроники;
— контроль шероховатости поверхности на атомарном уровне для оптики и микроэлектроники;
— защитные покрытия для ювелирных изделий;
— функциональные и барьерные покрытия для биоимплантов;
— защитные покрытия электродов для литий-ионных аккумуляторов;
— функциональные покрытия для катализа и сорбции.
Передовые технологии АСО
Атомно-слоевое осаждение (АСО) является наиболее перспективной, последовательно разработанной технологией нанесения тонких пленок (нанопленок). С помощью данного метода возможно нанесение сверхтонких пленок различных материалов почти на любые типы поверхностей. АСО — ключевая технология, обеспечивающая выполнение задач современной промышленности, производящей интегральные схемы (ИС). Технология позволяет непрерывно уменьшать размеры и увеличивать компоновку электронных компонент, таких как транзисторы, память, конденсаторы, позволяя осуществить производство современных смартфонов, ноутбуков и устройств беспроводных коммуникаций.
«В последнее десятилетие значительно выросла востребованность технологии атомно-слоевого осаждения в микроэлектронике, в связи с чем наблюдается интенсификация научных исследований в области АСО во всех развитых странах. В частности, для производства современных процессоров используют установки АСО вместе с фотографическим оборудованием. Для российского рынка это относительно новое направление, которое сегодня реализуется в Инжиниринговом центре ДГУ», — рассказал Амашаев.
По его словам, осуществление научной и производственной деятельности в области АСО требует создания соответствующего инновационного оборудования для тонкопленочного осаждения.
Преимущества российской модели и цена вопроса
Главными поставщиками установок АСО в мире являются Нидерланды, Южная Корея и США. На сегодняшний день этот тип оборудования включен в санкционный список и не поставляется в Россию.
По словам руководителя проекта, примерная стоимость одной платформы начинается от 20 млн руб. Свою же установку ДГУ готово продавать за 8 млн рублей. «Установка практически собрана руками нашей команды почти полностью из российских комплектующих», — отметил автор проекта.
Рустам Амашаев подчеркнул, что разработка дагестанских ученых имеет некоторые преимущества перед западными аналогами. «Западные установки дают в течение определенного времени заданный продукт, который надо измерять после окончания работ, а наша установка позволяет делать измерения в режиме реального времени, буквально видеть, как происходит рост пленки и как наращивается ее масса (для этого подключены кварцевые весы), а также измерять ее толщину. Мы можем менять какие-то параметры в процессе работы, корректируя ее. А им приходится вынимать из установки свой образец и только тогда делать измерять толщину. Это наша основная фишка», — сказал исследователь.
В ДГУ добавили, что гораздо меньшая стоимость предлагаемой установки АСО по сравнению с импортными аналогами за счет использования отечественных электронных и вакуумных узлов, а также программное обеспечение собственной разработки позволяют сделать доступными исследования в области АСО для российских ученых. На сегодняшний день интерес к приобретению установки дагестанских ученых проявили несколько научных организаций и инжиниринговых центров.