Лужу, паяю, нанотрубами соединяю…

Печатный монтаж исчерпал свои возможности и на очереди - технология XXI века: навесной нанотрубный монтаж.

Радиолюбители и все, не понаслышке знакомые с электроникой, конечно, знают что такое навесной монтаж. Способ соединения деталей на плате при помощи нависающих проводников сегодня, во времена правления печатного монтажа, кажется анахронизмом. Между тем, печатный монтаж, родившийся в 50-х годах прошлого века, перестаёт удовлетворять потребности микроэлектронщиков и, в конце концов, может быть заменён на более простую и эффективную технологию, что сумеет справиться с нанометровыми масштабами. И знаете что это за технология? Навесной монтаж! Конечно, соответствующим образом переработанный.

Все проблемы, преследующие современную микроэлектронику, проистекают из необходимости дальнейшей миниатюризации элементов и схем: помимо того, что необходима разработка новых механизмов изготовления стремительно уменьшающихся в размерах деталей и соединительных проводников (всё согласно Муру - удвоение плотности монтажа каждые полтора года), необходимо ещё и обеспечение неизменно высоких электрических и эксплуатационных их характеристик. Оставим в покое транзисторы - медные соединения тоже с трудом переживают миниатиризацию, ибо уменьшение сечений металлических проводников ведёт к росту их электрического сопротивления и падению "пропускной способности". Поддержание темпов микроэлектронной эволюции требует свежих идей. И, конечно, идеи есть. Одна из самых перспективных - использование в качестве соединительных проводников углеродных нанотруб.

Ближе других к практическому воплощению этой идеи в жизнь подошли исследователи одного из подразделений NASA (Ames Research Center). Они разработали технологию выращивания вертикальных нанотруб диаметром в сотню микрометров. Вырастив "лес" из миллионов таких "стволов" на кремниевой подложке, его заливают слоем чистого кремния, получая два электрически изолированных слоя - на каждом из которых может располагаться своя часть микросхемы, а нанотрубы играют роль межсоединений, связывающих эти слои. Как утверждают разработчики технологии, потенциал у неё велик: чипы с нанотрубными межсоединениями не требуют химического травления отверстий для медных проводников, удешевляя и упрощая производственный процесс, позволяя изготовлять чипы с большим количеством слоёв. К тому же нанотрубы способны пропускать сравнительно большие токи, нежели медные проводники, что благоприятно сказывается на уменьшении размеров.

Что в результате? Чипы, представляющие из себя многослойные структуры с нанотрубными межсоединениями, смогут стать ещё сложней, хоть для соединения элементов на каждом отдельном слое будет по-прежнему использоваться медь. Такая технология не вытеснит литографию, но может оказаться хорошим промежуточным вариантом, вслед за которым произойдут какие-то радикальные перемены в методах изготовления или функционирования микросхем. На данный момент разработка NASA ещё не готова к практическому применению (сечение нанотруб, как уже говорилось, около ста нанометров (0.1 мкм), что сопоставимо с шириной медных проводников в самых современных массовых микросхемах). Впрочем, прямой необходимости в ней пока и нет. Лишь после того, как микроэлектроника вплотную подойдёт к ограничениям используемой технологии, а диаметр выращиваемых нанотруб удастся уменьшить, навесной монтаж получит вторую путёвку в жизнь. Или техническая эволюция пойдёт другим путём? Подключайтесь к дискуссии, обсудим!