Кремниево-фотонные чипы сделали гибкими и прозрачными — 4 сентября 2026 г. в 11:34:33.827
Кремниево-фотонные чипы сделали гибкими и прозрачными Это открывает путь к созданию передовых микрочипов, которые можно будет использовать в таких устройствах, как компактные мониторы состояния здоровья, прилегающие к телу, или прозрачные дисплеи дополненной реальности, повторяющие форму шлема пилота. Исследователи из Массачусетского технологического института в тесном сотрудничестве с инженерами из NY Creates в нанотехнологическом комплексе Олбани разработали процесс производства, в котором используются стандартные методы изготовления полупроводников для создания гибких и прозрачных кремниево-фотонных чипов на крупноформатных пластинах. Чтобы проверить работоспособность этой платформы, исследователи сгибали один чип тысячи раз вокруг цилиндров разного диаметра — вплоть до ширины небольшого винта — без какого-либо снижения производительности. Они также выяснили, что при взгляде через чипы не возникает сильной мутности или искажений. Ранее ученые создавали отдельные кремниево-фотонные чипы, которые были либо прозрачными, либо гибкими, но эти методы не поддавались масштабированию. Сейчас исследователи разработали масштабируемый процесс, позволяющий производить 300-миллиметровые кремниево-фотонные пластины, которые одновременно прозрачны и гибки. Процесс их изготовления начинается так же, как если бы они делали традиционную жесткую кремниевую пластину. Исследователи аккуратно наносят на эту жесткую кремниевую подложку крошечные оптические проводники, известные как волноводы, и формируют из них рисунок. Затем они прикрепляют сверху временную кремниевую пластину. Они переворачивают пластину и удаляют всю исходную кремниевую подложку с той стороны, которая теперь является верхней. В итоге остается плоский слой материала толщиной менее одной десятой человеческого волоса. С помощью клея они прикрепляют тонкую прозрачную полиэфирную пленку поверх этих ультратонких слоев и «отсоединяют» временную кремниевую пластину снизу, чтобы удалить ее. В результате получается гибкая прозрачная пластина толщиной всего в несколько микрон, содержащая оксидные и волноводные слои, необходимые для улавливания и транспортировки света в кремниевой фотонике. Самой сложной задачей при разработке этого производственного процесса было удаление достаточного количества материала с большой кремниевой пластины диаметром 300 миллиметров, чтобы на ней осталось всего несколько микрон материала. Во время производства из-за нагрузки на пластину она обычно слегка деформируется, что особенно затрудняет процесс удаления кремния. Исследователи тщательно контролировали напряжение, используя низкотемпературные процессы при температуре 500 градусов по Цельсию или ниже. Кроме того, им нужно было найти правильный порядок и сочетание методов удаления. Для истончения кремниевого слоя они использовали промышленные процессы, но для последнего этапа перешли на более точное селективное химическое травление. Это позволило не повредить оставшиеся ультратонкие слои. Эти чипы могут стать особенно востребованными в кремниево-фотонных системах для таких приложений, как изогнутые дисплеи дополненной реальности, которые крепятся к лобовому стеклу или козырьку пилота. Например, в козырьке пилота такой дисплей дополненной реальности мог бы заменить тяжелые объемные оптические системы, которые в настоящее время предоставляют информацию в режиме реального времени, помогая пилоту реагировать на опасные ситуации. #новостиэлектроники