Японцы хотят делать процессоры из клонированных алмазов

Тонкие, но довольно широкие алмазные пластины, выращенные новым методом, способны стать основой электроники будущего. Так считают Хидэаки Ямада (Hideaki Yamada), Акиёси Тяяхара (Akiyoshi Chayahara) и их группа Diamond Wafer Team из института передовых прикладных наук и технологии.

Несмотря на невзрачный вид, эти большие пластины – действительно алмазы, причём с правильной монокристаллической решёткой (фото AIST).

Хотя совершенно чистый алмаз — изолятор, добавка определённых примесей превращает его в полупроводник, который можно использовать в построении микросхем. Огромным преимуществом такого выбора материала является очень высокая теплопроводность алмаза, позволяющая чипу работать с большими токами при простой системе охлаждения.

Проблема на пути превращения искусственных алмазов в процессоры — размер кристаллов. Их делают при помощи химического осаждения из пара (CVD) и до сих пор так могли получать лишь правильные алмазные пластинки площадью порядка квадратного сантиметра (больше — начинались дефекты).

Учёные пытались сращивать несколько алмазных пластин вместе, но различная ориентация решётки на стыках мешала хорошему соединению: приводила к появлению алмазных поликристаллов и графита и не позволяла сформировать безупречный монокристалл. А он-то является условием для превращения алмазной пластинки в микросхему с транзисторами.

Как гласит пресс-релиз института, Diamond Wafer Team разработала технологию, при которой из одного кристалла-затравки удаётся получить сразу несколько совершенно идентичных по свойствам алмазных пластинок — клонов. Последние соединяются в единый кристалл при помощи всё того же CVD.

Схема изготовления большой алмазной пластины по методике Diamond Wafer Team (иллюстрация AIST).

Японцы получили несколько пластинок площадью примерно в квадратный дюйм, составив вместе по шесть алмазных клонов в 1 см² каждый. А в течение года учёные намерены произвести пластины с размерами 5 х 5 и 7,5 х 7,5 сантиметров.