Здравствуйте, дорогой читатель и, скорее всего, фотолюбитель. Фотография близка нам обоим как доступное и демократичное средство самовыражения, документирования и иллюстрирования. Мы знаем, что фотография невозможна без света и светочувствительного носителя. А что же немыслимо без фотографии (точнее, ее родной сестры – литографии) в современном мире?

Вернемся в не столь далекое прошлое, лет тридцать назад. Заря персональной компьютеризации забрезжила благодаря величайшему открытию человечества – способности объединять отдельные транзисторы в микрочипы (микросхемы). Давайте, уважаемый читатель, вспомним, как выглядел транзистор в те времена.

Самый маленький отдельный транзистор, виденный мной, был размером с иголочное ушко. Кроха, верно? Для транзисторного приемника фабрики ВЭФ – возможно. А вот для пренеобходимейшего нам смартфона такой транзистор – мастодонт, размером с небольшой астероид. Что такое полнокадровая матрица в 22 миллиона пикселей? Это скромный прямоугольник с длинной стороной 35 миллиметров, на котором "посажены" 22 миллиона транзисторов. Более того, скромная флэш-карта емкостью 8 Гигабайт несет на себе…..64 миллиарда транзисторов. Даже самый ловкий Левша, не смог бы разместить на пластинке сантиметр-на-сантиметр больше десяти тысяч блошиных подков.

В 1959 году американский инженер Джек Килби нашел способ объединить полупроводниковые элементы в микрочип. Открытие, которое тяжело переоценить. Открытие, устремившее технологический рост в крутую экспоненту и немыслимое без фотографического процесса.

Дорогой читатель, не буду утомлять Вас технологическими тонкостями создания транзистора. Объясню лишь самую суть литографического рисунка и последующей обработки в соответствии с ним.

В общепринятом смысле литография – способ получения изображения оттиском плоской печати. В былые времена изготовленная заранее плоская печать прикладывалась к обработанному заранее специальным образом камню и ,вследствие физико-химического процесса, на камне оставалось изображение. В полупроводниковой индустрии под литографией подразумевается несколько иной процесс – получение изображения с помощью "временного" шаблона, который в свою очередь получается фотографическим путем.

Вот кремниевая (силиконовая) пластина:

Предположим, нам необходимо расчертить на ней микроскопические прямоугольники, каждый из которых впоследствии станет транзистором. Задача несложная: в литографии пластина покрывается светочувствительным полимерным раствором (эквивалент фотобумаги), засвечивается через маску (эквивалент негатива) и, затем, проявляется. Тот, кому доводилось печатать фотографии самому, сразу увидит в этом процессе аналогию с фотоувеличителем. Только в данном случае это – фотоуменьшитель:

В результате этого литографического колдовства мы получаем кремниевую пластину "прикрытую" шаблоном. Помните, как наносятся буквы и цифры через бумажный трафарет? Вот такой же трафарет прикрывает пластинку. В тех местах, где светочувствительное покрытие засветилось, после проявления поверхность пластины останется оголенной и уязвимой едкой кислоте. Процесс "вытравливания" оголенных участков называется Этчингом от английского Etch. В результате всех этих турбулентностей получится пластина с тем же рисунком, что нанесен на маске, только уменьшенным в пять раз.

"Проводки", получаемые в результате современной литографии, достигают толщины в 20-30 нанометров. Представьте себе спичку, брошенную на улице Москвы. Вот таков размер этого проводка на микрочипе размером с ноготок. Увидеть их можно только с помощью электронного микроскопа.

Помните, уважаемый читатель, те милые волоски на пленочном кадре? Одним они мозолят глаза, другим – являются чем-то сродни "теплому ламповому звуку". Вот такой волосок, попав на микрочип в момент его изготовления, замкнет цепь и сделает устройство нерабочим. Да что там волосок, микропылинки размером в тысячную миллиметра доставляют немало хлопот. Поэтому производство полупроводниковых микросхем происходит в стерильном помещении и требует специальной экипировки. В этой экипировке, дорогой читатель, Ваш покорный автор и строчит в настоящий момент этот скромный опус.

Надеюсь, смог донести нечто новое и интересное о фотографии. И помните, без нее сегодняшний прогресс невозможен.

2013 © Алексей Плюснин

Что ещё можно сделать:
Обсудить статью на Форуме >>>
Написать письмо автору >>>