25 микросекунд: в России создали сверхбыструю фотопленку для чипов

Всего 25 микросекунд требуется новой фоточувствительной пленке, чтобы отреагировать на световой импульс. Физики из Южно-Уральского госуниверситета создали технологию напыления тонких слоев с кадмием, которые встраиваются в стандартные кремниевые микросхемы. Это открывает путь к производству сверхбыстрых датчиков пламени и лазерных систем прямо на кристалле чипа.

Технология базируется на методах магнетронного распыления и электронно-лучевого испарения в вакууме. Ученые создали слои толщиной от 50 до 500 нанометров, варьируя содержание кадмия для достижения оптимальных характеристик. Наилучшие показатели продемонстрировали образцы с четырехпроцентным содержанием металла. При контакте пленки с кремниевой подложкой возникает гетеропереход, который в пять раз увеличивает разницу сопротивления материала при освещении и в темноте.

Такая архитектура позволяет встраивать фоточувствительные элементы в структуру чипа без радикального изменения производственных линий. Гибкость метода дает возможность настраивать сенсоры на разные участки спектра — от синего до ближнего инфракрасного излучения. В перспективе разработка найдет применение в устройствах мониторинга, оптоэлектронных системах и высокоточных датчиках лазерных импульсов, где критически важна мгновенная реакция оборудования на внешние изменения.