В октябре 2026 года в США вышел патент калифорнийской компании HRL Laboratories. Разработка велась при поддержке американского правительства по контракту IARPA. В нём описывается технология создания изогнутых полупроводников, призванная решить проблему, над которой разработчики оптики и камер бились долгие годы. Речь идёт о матрицах для камер и лазерных радаров — лидаров. Обычно светочувствительные сенсоры делают плоскими, но если придать матрице трёхмерную форму неглубокой чаши, это заметно расширит возможности объективов. Камера с изогнутым сенсором улавливает больше света, делает более чёткие и детальные снимки в сумерках, а также снимает с более высокой частотой кадров и меньшим уровнем шумов. Такие свойства востребованы в обычных и инфракрасных камерах, беспилотных автомобилях и дронах, мощных системах наблюдения и космических спутниках. Такие матрицы было трудно делать раньше из-за свойств полупроводников, прежде всего кремния. Исходная пластина имеет толщину 300–800 микрометров и отличается высокой жёсткостью. В прежних технологиях её стачивали до 10–100 микрометров, выгибали и сажали на клей или припой в изогнутый керамический корпус. Но кремний непластичен: при изгибе он накапливает упругую энергию и постоянно пытается выпрямиться обратно в плоский лист. Со временем это напряжение разрушает клей, матрица отслаивается и разгибается, сбивая фокусировку камеры. Кроме того, при резке и полировке на кристалле остаются микродефекты, снижающие его прочность. Чтобы чип не треснул при изгибе, отношение его длины к толщине должно составлять от 20 до 50. Поэтому для крупных матриц (например, от 4 до 10 сантиметров) пластину приходилось оставлять толстой, что увеличивало число дефектов и силу упругого возврата. В итоге старые методы позволяли надёжно гнуть только маленькие чипы шириной менее двух сантиметров. Инженеры HRL Laboratories нашли выход: они предложили убирать упругую полупроводниковую подложку, заменяя её толстым слоем мягкого и податливого металла, например меди. Сначала на обычной пластине со слоем оксида формируют тонкий рабочий слой самого сенсора. В одном из вариантов его лицевую сторону временно крепят к держателю восковым клеем, а толстую подложку с изнанки стачивают и вытравливают химикатами или плазмой с гексафторидом серы. Затем через тонкий слой титана, тантала или золота на чип гальванически наносят медь толщиной от 50 до 140 микрометров и более, после чего держатель снимают нагревом и промывкой. В другом варианте медь наносят ещё до удаления кремниевой основы. В результате от полупроводника остаётся лишь тончайшая плёнка толщиной 2–20 микрометров на массивной медной основе. Когда эту заготовку выгибают на форме под давлением мембраны или вакуума, податливая медь пластично деформируется и навсегда запоминает форму чаши. Запасённая упругая энергия и нагрузка на клей падают в десять раз: микронной плёнке кремния просто не хватает сил, чтобы разогнуть толстый медный слой. Это позволяет без риска поломок и отслоения выпускать долговечные изогнутые матрицы со стороной от трёх сантиметров и более из кремния, германия и материалов для инфракрасной съёмки. 🔒DARPA&CIA
Российские ученые разработали компактную СВЧ фотопушку и микролазер для исследования материалов
- 15
- 4
- 3
- 1