В МФТИ разработали прибор для нагрева образцов кремния до 600 °C. Его используют для создания полупроводниковых структур в ходе производства наноэлектронных девайсов. Автор разработки – студент второго курса магистратуры Физтех-школы электроники, фотоники и молекулярной физики МФТИ Никита Жидков.
Новый нагреватель потребовался одному из сотрудников Центра коллективного пользования уникальным научным оборудованием в области наноэлектроники МФТИ для выполнения его дипломной работы. Часть этапов по созданию образцов проходит в вакуумной установке, использующей принцип импульсного лазерного осаждения для получения полупроводниковых структур. Предыдущий нагреватель работал только в чистом вакууме, а в атмосфере кислорода из-за особенностей конструкции мог выйти из строя. Однако для создания структур с такими свойствами, как кристалличность или стехиометрический состав, образцы необходимо нагревать до более высоких температур в кислородной среде.
«Новый нагреватель должен был соответствовать строгим требованиям, так как он будет использоваться в вакуумной установке. Прибор необходимо было разработать таким образом, чтобы он выдерживал высокие температуры и при этом не загрязнял рабочую среду. При его создании я опирался на геометрию и некоторые конструктивные элементы старого нагревателя, чтобы сохранить уже привычные сценарии использования. Оба устройства имеют четыре контакта: два для подачи тока и два для термопары. В новом приборе изменен принцип работы: между двумя керамическими пластинами помещена проволока, которая при подаче напряжения нагревается и передает тепло на образец», — рассказывает автор разработки Никита Жидков.
При изготовлении нового нагревателя использовались теплоотводящие керамические пластины из оксида алюминия, толщиной 1 мм, и проволока из сплава “фехраль”. Испытания подтвердили полную работоспособность устройства, в том числе при создании новых структур из оксидов циркония и рутения. Таким образом, нагреватель не только достигает температуры 600°C, но и более устойчив к эксплуатации в атмосфере кислорода, да еще и стоит в разы дешевле предшественника.
По словам автора разработки, новое устройство на сегодняшний день не имеет аналогов на рынке. В дальнейшем нагреватель будет использоваться в микроэлектронике, включая создание мемристорных структур для нейроморфных чипов. Последние применяются в машинном обучении, так как способствуют ускорению работы алгоритмов и уменьшению энергопотребления.
