Использование природных и синтетических алмазов при проектировании изделий электронной техники

Авторы

  • Евгений Борисович Шершнев Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, ул. Советская, 104, 246019, г. Гомель, Беларусь

Ключевые слова:

применение алмазов в микроэлектронике, теплофизические характеристики алмаза, хрупкое разделение алмаза лазерным излучением, ультракороткие лазерные импульсы

Аннотация

Проведен анализ зависимостей тепло- и электрофизических характеристик природных и синтетических алмазов типов Ia, Ib, IIa и IIb от специфики строения их кристаллической решетки. Описаны физико-химические и технологические особенности обработки алмаза импульсным лазерным излучением при использовании коротких и ультракоротких лазерных импульсов в широком диапазоне длин волн и интенсивностей лазерного излучения. Показано, что при варьировании параметров лазерного излучения, таких как длительность импульса, частота следования импульсов и интенсивность лазерного излучения, могут быть реализованы различные механизмы управляемого удаления материала для формирования объемных микроструктур. Представлены основные перспективные области применения алмазных и алмазосодержащих компонентов в производстве изделий электронной техники.

Биография автора

  • Евгений Борисович Шершнев, Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, ул. Советская, 104, 246019, г. Гомель, Беларусь

    доктор технических наук, доцент; заведующий кафедрой общей физики факультета физики и информационных технологий

Библиографические ссылки

  1. Ральченко В, Конов В. CVD-алмазы. Применение в электронике. Электроника: наука, технология, бизнес. 2007;4:58–67. EDN: NXAPVR.
  2. Olson JR, Pohl RO, Vandersande JW, Zoltan A, Anthony TR, Banholzer WF. Thermal conductivity of diamond between 170 and 1200 and the isotope effect. Physical Review B. 1993;47(22):14850–14856. DOI: 10.1103/PhysRevB.47.14850.
  3. Пелецкий ВЭ. Высокотемпературные исследования тепло- и электропроводимости твердых тел. Москва: Энергия; 1971. 192 с.
  4. Ходунков ВП. Определение теплопроводности электропроводных материалов методами радиационной термометрии. Известия вузов. Приборостроение. 2013;56(3):93–98.
  5. Оситинская ТД, Подоба АП. Применение метода стягивания теплового потока для определения коэффициента теплопроводности твердых тел. Промышленная теплотехника. 1981;3(1):34–48.
  6. Клюев ЮА, Дуденков ЮА, Семенова-Тян-Шанская АС, Зубков ВМ. Двулучепреломление и микротвердость природных алмазов разных типов. Алмазы. 1970;5:11–13.
  7. Николаев АГ. Ионно-лучевая модификация свойств природных алмазов [диссертация]. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет; 2013. 133 с.
  8. McLellan CA, Myers BA, Kraemer S, Ohno K, Awschalom DD, Bleszynski Jayich AC. Patterned formation of highly coherent nitrogen-vacancy centers using a focused electron irradiation technique. Nano Letters. 2016;16(4):2450–2454. DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b05304.
  9. Yamamoto H, Tokuyama K, Ueda K, Yamamoto H, Baba K. High-power terahertz radiation emitter with a diamond photoconductive switch array. Applied Optics. 2001;40(36):6733–6736. DOI: 10.1364/AO.40.006733.
  10. Martin S. Zerstörmechanismen in optischen Materialien bei Anregung mitultrakurzen Laserpulsen. Berlin: Freie Universität Berlin; 2004. 101 S.
  11. Chien CY, Gupta MC. Pulse width effect in ultrafast laser processing of materials. Applied Physics A. 2005;81:1257–1263. DOI: 10.1007/s00339-004-2989-z.
  12. Shirk MD, Molian PA, Malshe AP. Ultrashort pulsed laser ablation of diamond. Journal of Laser Applications. 1998;10(2):64–70. DOI: 10.2351/1.521822.
  13. Strekalov VN, Konov VI, Kononenko VV, Pimenov SM. Early stages of laser graphitization of diamond. Applied Physics A. 2003;76:603–607. DOI: 10.1007/s00339-002-2014-3.
  14. Miotello A, Ossi PM, editors. Laser-surface interactions for new materials production. New York: Springer; 2010. XVI, 358 p. (Springer series in materials science; volume 130). DOI: 10.1007/978-3-642-03307-0.
  15. Hu W, Shin YuC, King G. Modeling of multi-burst mode pico-second laser ablation for improved material removal rate. Applied Physics A. 2010;98:407–415. DOI: 10.1007/s00339-009-5405-x.
  16. Белянин АФ, Самойлович МИ. Пленки алмаза и алмазоподобных материалов: формирование, строение и применение в электронике. Высокие технологии в промышленности России. Москва: Центральный научно-исследовательский технологический институт «Техномаш»; 2003. 19 с.
  17. Казючиц НМ, Русецкий МС, Наумчик ЕВ, Казючиц ВН. Синтетические алмазы СТМ «Алмазот» – результаты исследований и некоторые применения. В: Оджаев ВБ, редактор. Материалы и структуры современной электроники. Сборник научных трудов VII Международной научной конференции, посвященной 50-летию кафедры физики полупроводников и наноэлектроники; 12–13 октября 2016 г.; Минск, Беларусь. Минск: Издательский центр БГУ; 2016. с. 62–67. EDN: ISZVSD.
  18. Лучинин В, Колядин А, Ягудаев Ю, Ильин С. Алмаз электронного качества. Инновации. Инвестиции. Креативные проекты. Электроника: наука, технология, бизнес. 2023;4:70–89. DOI: 10.22184/1992-4178.2023.225.4.70.89.
  19. Диордица ВВ. Теплоотводы на основе алмаза. В: Белорусский национальный технический университет. Материалы 70-й студенческой научно-технической конференции; 6 марта 2015 г.; Минск, Беларусь. Минск: Белорусский национальный технический университет; 2015. с. 128–131.
  20. Шершнев ЕБ. Термохимическая обработка алмаза движущимся тепловым источником. Известия Гомельского государственного университета имени Франциска Скорины. 2023;6:123–129. EDN: BSBEUX.
  21. Карасев ВЮ, Крюков ВД, Пинтус СМ, Кузнецов МГ, Лыков АА, Белов БА. Новые перспективы применения кристаллов алмаза в микроэлектронике. Микроэлектроника. 2006;35(5):339–346. EDN: HBCNSM.

Загрузки

Опубликован

2025-11-03

Выпуск

№ 2 (2025): Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Раздел

Лазерная физика

Лицензия

Copyright (c) 2025 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

(1)
Шершнев, Е. Б. Использование природных и синтетических алмазов при проектировании изделий электронной техники. Журнал Белорусского государственного университета. Физика 2025, вып. 2, 49-59.