Вся современная микроэлектроника основана, главным образом, на применении кремния, в тонкие слои которого добавляются примеси атомов акцепторов и атомов доноров, образующих микроскопические транзисторы, диоды, сопротивления и емкости, составляющих сложнейшие электронные схемы.
Эти микроэлектронные схемы образуют еще большие интегральные схемы, которые входят в состав памяти и логических элементов всех компьютеров и сложных электонных приборов.
Геометрические размеры и мощность интегральных схем ограничены, в основном, малой теплопроводностью кремния и лимитом его нагревания, который равен 300 градусам Цельсия.
Ученые-электронщики уже давно обратили внимание на алмаз, который обладает высокими электроизоляционными свойствами и, в то же время, является прекрасным проводником тепла. Поэтому алмаз мог бы быть очень хорошим материалом для производства электронных схем. Но он очень дорог и ему трудно придать нужную форму.
Правда, уже сравнительно давно, налажено производство искусственных алмазов, но в том виде, как они выходят из аппаратов, работающих при высоких давлениях и температурах, для целей электроники они не подходят.
В феврале 1986 года научные сотрудники лаборатории Пенсильванского университета разработали метод производства тонких алмазных пленок, путем осаждения углерода из смеси метана и водорода при прохождении через них электрического тока высокой частоты. Высокочастотные электромагнитные колебания производят диссоциацию метана, углерод которого осаждается на поверхности кремниевой подложки в виде очень мелких алмазных кристалликов. Было установлено, что в этом процессе играет большую роль свободный водород, присутствующий в смеси газов, ибо без него углерод осаждается в виде мелких кристаллов графита.
Аналогичный процесс немного раньше был так же разработан в Советском Союзе и Японии.
Во многих американских научно-исследовательских ла-бораториях уже ведутся предварительные разработки ин-тегральных схем на базе тонких алмазных слоев.
Электронные схемы, сделанные на тонких алмазных слоях будут обладать рядом преимуществ по сравнению с прежними кремниевыми схемами. Новые интегральные схемы могут быть сделаны больших размеров и мощностей, будут выдерживать значительную перегрузку, т. к. выделяющееся при их работе тепло алмазные слои будут рассеивать много эффективнее, чем кремниевые. Кроме того, алмазные интегральные схемы смогут выдерживать температуру много выше 300 градусов Цельсия, что даст возможность применять их внутри работающих атомных реакторов и мощных моторов.
Алмазные электронные схемы смогут так же выдержи-вать значительно более высокие дозы облучения электро-магнитной и корпускулярной радиацией. Это последнее свойство очень важно для космических аппаратов, где под действием солнечного и космического излучения, электронные схемы очень быстро деградируют.