Czesi uczą teorii i praktyki o półprzewodnikach na uczelni w Brnie
Laboratoria CEITEC Nano działające przy Politechnice Brneńskiej (Brno University of Technology - BUT) należą do najważniejszych ośrodków badań nad półprzewodnikami i nanotechnologią w regionie Europy Środkowej. Od 2016 roku tworzą największy w Czechach kompleks cleanroomów, wykorzystywany do prac nad materiałami zaawansowanymi oraz strukturami w skali nano.
Czeski resort edukacji zapewnia większość finansowania, w zamian wymagając szerokiego dostępu dla użytkowników. Oznacza to, że zarówno studenci, jak i naukowcy z zagranicy mogą korzystać z laboratoriów na tych samych zasadach. Dostęp do aparatury odbywa się poprzez rezerwację czasu pracy na jednym z około 80 urządzeń dostępnych przez całą dobę.
CEITEC Nano dzieli się na cztery główne obszary. Laboratorium nanofabrykacji odpowiada za wytwarzanie struktur i komponentów. W laboratorium nanokarakterystyki analizowane są ich właściwości. Sekcja analizy strukturalnej bada budowę materiałów, natomiast pracownia mikrotomografii rentgenowskiej umożliwia trójwymiarowe obrazowanie obiektów w skali poniżej nanometra. W 2023 roku infrastrukturę rozszerzono o laboratorium chemiczne zajmujące się analizą i syntezą materiałów.
„Większość naszych technologii opiera się na płytkach krzemowych, zarówno pociętych na kawałki, jak i pozostawionych w całości. Na tej tablicy możemy zobaczyć, jak najpierw wytwarza się płytki krzemowe, jak są one polerowane, a gdy płytka jest już idealnie wypolerowana, na jej powierzchni powstają różne układy scalone na różnych etapach produkcji. Kupujemy gotowe płytki, a następnie wykonujemy na nich tzw. litografię. Polega to na nałożeniu fotorezystów – wrażliwych na światło lub na promieniowanie elektronowe – a następnie wykorzystaniu wiązki elektronów lub naświetlania przez maskę w celu wyznaczenia kształtów. Fotorezysty, które naświetlamy, a następnie wywołujemy, tworzą tzw. maskę dla kolejnego etapu technologicznego, którym jest albo osadzanie materiału, albo trawienie. „W ten sposób usuwamy materiał lub osadzamy go wyłącznie w obszarach otwartych w masce. W ten sposób nakładamy na siebie różne warstwy i wytwarzamy funkcjonalne urządzenia” – wyjaśnił Michal Urbánek, kierownik działu produkcji chipów BUT.
Kluczowym kierunkiem działalności pozostają jednak badania nad rozwiązaniami wykraczającymi poza standardy przemysłowe. Naukowcy pracują nad nowymi koncepcjami mikroprocesorów, metodami transmisji danych oraz materiałami, które mogą zastąpić stosowane dziś półprzewodniki. Współpraca z firmami takimi jak onsemi wskazuje, że opracowywane technologie mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w produkcji przemysłowej.
„Organizujemy różne sesje praktyczne, podczas których studenci z Instytutu Mikroelektroniki wytwarzają własne płytki z własnymi tranzystorami, a następnie je mierzą” – dodał Urbánek.
Roczna opłata za dostęp wynosi 40 tys. koron i pokrywa część kosztów operacyjnych. Każdy użytkownik może również wprowadzić gościa, który obserwuje przebieg eksperymentów.