Fakulta elektrotechnická ČVUT otevřela nové laboratorní prostory, kde chce vychovávat odborníky na čipy a polovodiče. Trefuje se do doby, kdy je tento obor celosvětově v nedostatkové a geopolitické krizi. Takzvaný Nanolab v budově FEL v pražských Dejvicích byl nově vybaven technikou za čtyřicet milionů korun.
Nanolab navazuje na historii elektrotechnické fakulty. Katedra mikroelektroniky byla založena v roce 1977 a mimo jiné sloužila jako podpora elektronizace průmyslu. Akademici a studenti spolupracovali se společností ČKD Polovodiče, jež se specializovala na výrobu polovodičové elektroniky. Podobná kooperace probíhala se státním podnikem Tesla VÚST, kde působily tři tisíce inženýrů.
Katedra má nyní jedenáct pracovníků a patnáct doktorandů. Probíhá zde základní i aplikovaný výzkum mikrosystémů, optoelektroniky nebo polovodičových součástek. Nanolab bude mít přesah i do dalších oblastí.
Škola dlouhodobě spolupracuje s čipovými společnostmi, které mají v Česku přítomnost. Jde například o NXP Semiconductors a ON Semiconductor (Onsemi). Toto nizozemsko-americké duo se usadilo v Rožnově pod Radhoštěm a Brně, a to na základech socialistických polovodičových firem jako Tesla nebo Terosil (historie vzniku se vyvíjí i přes Freescale a Motorolu). Onsemi u nás navrhuje a vyrábí čipy. NXP je navrhuje a v minulosti koupilo brněnskou firmu Processor Expert vyvíjející čipový software.
ČVUT také spolupracuje s v Praze zakořeněnými firmami STMicroelectronics, Renesas (dříve Dialog Semiconductor) nebo ASICentrum.
Litografie, depozice, charakterizace, leptání
„Nanolab významně přispěje k tomu, aby byla naplněna poptávka českých firem po vysoce specializovaných odbornících, kteří budou navrhovat polovodiče, včetně mikročipů, jejichž nedostatek významně ovlivňuje světové trhy. Firmy v oblasti výroby polovodičů nepotřebují jen technology, ale i designéry, jejichž znalosti a kompetence právě nová laboratoř na katedře mikroelektroniky rozvíjí. Absolventi budou velice žádaní ze strany malých i velkých firem zabývajících se výrobou mikročipů, optických komponent a elektronických součástek,“ věří technická univerzita.
Vybavení Nanolabu FEL ČVUT:
Nanolab má vybavení zvládající několik oblastí. Jde o optickou litografii s přímým zápisem, depozici atomárních vrstev (ALD), elektrickou a optickou charakterizaci, Ramanovu spektroskopii, mikroskopii atomárních sil (AFM) a hluboké reaktivní iontové leptání (DRIE). K dispozici je také vlastní zásobník a generátor dusíku, chladicí jednotka a klimatizace.
„Některé z přístrojů dosud v ČR nebyly, například nejnovější model optického litografu ML3 s přímým zápisem. Technologie ALD v naší laboratoři má výhodu velmi šetrného vkládání vzorků pomocí přechodové komory (load-lock) umístěné v dusíkové atmosféře a také v monitorování růstu pomocí optické elipsometrie umožňující růst zastavit při dosažení určitého počtu atomárních monovrstev,“ vysvětluje vedoucí katedry mikroelektroniky FEL ČVUT Pavel Hazdra.
„V Česku není moc laboratoří na takové úrovni, jako je Nanolab,“ věří děkan FELu Petr Páta. Dobře vybavený je například CEITEC při Masarykově univerzitě v Brně.
Nanolab k magisterskému studiu využívá třeba Karolína Veselá, která se v bakalářské práci věnovala zprovoznění technologie depozice tenkých vrstev. „Zařízení pro depozici atomárních vrstev (ALD – Atomic Layer Deposition) dokáže díky postupným chemickým reakcím v reaktoru nechat narůst na vzorek novou vrstvu materiálu, a to dokonce v řádu jednotlivých molekul. Několik testovacích růstů tenkých oxidových vrstev proběhlo úspěšně,“ popisuje Veselá.
Další obory
Laboratoř na ČVUT má přispět v práci i mimo obory soustředící se vyloženě na čipy. Jde například o antireflexní vrstvy pro solární články, projekty spojené s diamantovou elektronikou, kosmické technologie a další.
Jak vypadá Nanolab FEL ČVUT:
Tým docenta Jana Vovsa, který je šéfem Nanolabu, zase navázal spolupráci s National Taiwan University of Science and Technology. Provádí se nedestruktivní měření biologických látek pomocí Ramanovy spektroskopie.
„Tato technologie má schopnost zesílit signál s pomocí úpravy povrchu a my v rámci projektu s pomocí technologie ALD vytváříme v Nanolabu dielektrické vrstvy, které umožní lepší detekci biologických látek. Ačkoli se stále jedná o základní výzkum, je zde již přesah i ke konkrétní aplikaci v oblasti medicíny. S pomocí této spektroskopie je totiž možné detekovat i nádorové buňky,“ uvedl Voves.
Čipové obory na FEL ČVUT ročně absolvuje třicet až čtyřicet magistrů, a to z oborů Elektronika (program Elektronika a komunikace) a Technologické systémy (Elektrotechniky, energetiky a management).
„Na vlastní polovodičovou techniku se zaměřuje (tak, jak je tomu v celé Evropě) menší část, studenti mají větší zájem o nanoelektroniku a návrh integrovaných systémů, které do výroby čipů také patří. Na polovodiče je zaměřena většina doktorandů katedry (v posledních letech absolvují v průměru tři až čtyři absolventi s titulem Ph.D.). O ty je v průmyslu největší zájem,“ shrnuje Hazdra pro Lupu.
Laboratoř za čtyřicet milionů ČVUT pořídila díky příspěvkům ministerstva školství a Evropské unie. Roční obrat celého FELu je kolem miliardy korun. Asi padesát procent si fakulta vydělá volnou soutěží, kdy například soutěží s ostatními evropskými univerzitami o projekty v rámci hospodářské činnosti.
ČLÁNKY DO MAILU