Ученые Института проблем машиноведения РАН создали абсолютно новую технологию получения карбида кремния на кремнии – кристаллического материала для микроэлектроники, по характеристикам превосходящего использующиеся в настоящее время кремний. Разработанная технология проста и многократно дешевле существующих зарубежных технологий роста карбида кремния на кремнии. Технология позволяет выращивать карбид кремния на кремнии более высокого кристаллического совершенства по сравнению сосуществующими на сегодняшний день в мине методами синтеза карбида кремния на кремнии.
Из кремния сегодня сделано большинство различных гаджетов и приборов, в частности, светодиоды и полупроводниковые лазеры, солнечные батареи, мобильные телефоны, спутниковое ТВ, радары, холодильники, стиральные машины, микроволновые печи и видеоаппаратура. Одним словом, кремний – базовый материал для начинки современной электроники и бытовой техники. Его важным преимуществом является простота обработки. Производство пластин из кремния для чипов и микросхем и их обработка хорошо освоены во всем мире, поэтому приборы, изготовленные на основе пластин кремния недорогие и надежные.
Но есть у кремния и свои недостатки. Например, полупроводниковые приборы на основе кремния стабильно работают только в узком диапазоне температур и плохо переносят радиационное воздействие. Одним из наиболее перспективных материалов, способных заменить кремний, без отказа от технологий его изготовления, доведенных до совершенства, может стать карбид кремния (соединение кремния с углеродом).
Подробнее о новой разработке нашему журналу рассказал руководитель лаборатории структурных и фазовых превращений в конденсированных средах ИПМаш РАН Сергей Кукушкин.
– Расскажите, с чего начался Ваш путь в науку? Почему выбрали именно то направление, которым занимаетесь сейчас?
– Никто из моих родителей специально не направлял меня на научную деятельность, никто не заставлял меня этим интересоваться, все вышло само собой, – рассказывает Сергей Арсеньевич.
Мать Сергея Арсеньевича – Кукушкина М.В., доктор исторических наук, была известным специалистом по древнерусской истории, работала в Библиотеке Академии Наук и однажды нашла в читательском каталоге для сына книгу по химии. Это оказалась «Занимательная химия» В.В. Рюмина, изданная в 1936 году.
Сергей Арсеньевич отмечает, что именно эта книга развила его интерес к науке. Прочитав ее, Сергей решил самостоятельно делать химические опыты. Первые химические реагенты ему купил отец.
– Моему образованию помогла огромная домашняя библиотека. Я читал энциклопедии по химии, особенно «Брокгауза и Ефрона», в котором была статья Д.И. Менделеева об изготовлении пороха. Читал и некоторые книги из полного собрания С.М. Соловьева «История России с древнейших времен», «Повесть временных лет», «Памятники древнерусской литературы» и конечно художественную литературу, которая была дома, и то, что мама приносила специально для меня из Библиотеки Академии Наук.
По окончании восьмого класса Сергей Кукушкин поступил в школу с углубленным изучением химии, недалеко от Технологического института им. Ленсовета. А после окончания этого вуза защитил кандидатскую и докторскую диссертации по физике твердого тела и стал физиком-теоретиком, доктором физико-математических наук.
– Мои интересы лежали в области теории роста полупроводниковых пленок и теории фазовых переходов. Это наука о том, как происходят превращения из одного агрегатного состояния вещества в другое. Образование ранней Вселенной – я имею в виду теорию Большого взрыва – это тоже своеобразное фазовое превращение. Социальные взрывы в обществе, революции и резкие перемены, до некоторой степени, являются аналогом фазового превращения.
По окончании Технологического института Сергей начал работать в физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе. Затем ушел в аспирантуру Технологического института, а позже много лет преподавал в нем.
Осенью 1991 года Сергея Кукушкина пригласили возглавить лабораторию во вновь созданном институте – Ленинградском филиале института машиноведения им. А.А. Благонравова Академии Наук СССР, который вскоре был переименован в институт Проблем Машиноведения Российской Академии Наук (ИПМаш РАН).
– Целью деятельности нашей лаборатории является создание фундаментальных основ теории фазовых переходов, т.е. разработка понятийного аппарата фазовых переходов и развитие адекватного математического описания этого явления. Это необходимо, чтобы можно было единым образом описать все многообразие фазовых превращений, протекающих в природе.
– Расскажите подробно о работе над принципиально новым методом выращивания монокристаллического карбида кремния на кремнии. Почему это изобретение станет новым шагом в развитии отечественной микроэлектроники, и в чем состоит преимущество Вашей разработки по сравнению с аналогами?
– В конце 2003 года, мы начали вести активные исследования и разработки в области технологии получения новых полупроводниковых материалов. Таким новыми материалами являются пленки нитрида галлия и алюминия, карбида кремния и ряд других материалов. Эти материалы интересны тем, что полупроводниковые приборы, изготовленные на их основе, обладают значительными преимуществами по сравнению с приборами, производимыми в настоящее время с использованием традиционных полупроводниковых материалов, таких как кремний. Так, например, скорость обработки информации в компьютере, в котором будут использоваться нитрид галлия, во много раз выше, чем в настоящее время. Значительно расширится возможности сотовой телефонии. Приборы, в которых используется карбид кремния, будут работать при значительно более высоких температурах, чем приборы, изготовленные на основе кремния. Поэтому отпадет необходимость в их охлаждении. Пленки нитрида галлия являются основой при изготовлении белых светодиодов, которые еще совсем недавно пришли на смену традиционным лампам накаливания. Они могут обеспечивать работу современных электронных и оптоэлектронных приборов в условиях повышенных температур и высоких мощностей дозы, ионизирующих излучениях. На их основе сейчас изготавливают транзисторы, работающие в высокочастотном диапазоне. Эти материалы обладают и высокими значениями показателей твердости и прочности. Наиболее острой проблемой в использовании таких полупроводников, как нитрид галлия и нитрид алюминия является отсутствие хороших, большого диаметра кристаллов и пленок этих соединений. В настоящее время при выращивании пленок нитрида галлия в качестве основы (подложки), на которую их наносят, используют монокристаллы сапфира и карбида кремния.
Расстояние между атомами в сапфире и атомами в нитриде галлия отличаются друг от друга примерно на 16 процентов. Столь высокое различие в расстоянии между атомами приводит к образованию дефектов в пленках нитрида галлия, понижает подвижность носителей заряда, повышает их теплопроводность, что, в конечном счете, приводит к постепенной деградации приборов. Другой недостаток сапфира – он диэлектрик, поэтому электрический контакт приходится делать на передней стороне прибора, что уменьшает рабочую область прибора и резко усложняет производство. Подложки из сапфира в основном используются для роста светодиодных структур, использующихся в быту, где не требуются высокие мощности, приводящие к высоким перегревам гетероструктур.
– Подложки из карбида кремния для роста пленок нитрида галлия имеют целый ряд преимуществ перед сапфиром. Прежде всего, различие в расстояния между атомами для этой пары значительно меньше и составляет примерно три процента. Кроме того, карбид кремния имеет высокий коэффициент теплопроводности, а легированный карбид кремния обладает высокой электропроводностью. Это означает, что электрические контакты можно делать на обратной стороне подложки, что резко упрощает технологию изготовления приборов. Более того, развитие современной энергетики и космической техники требует создания полупроводниковых приборов, способных работать при повышенных температурах и высоких уровнях ионизирующего излучения. Одним из таких полупроводниковых материалов, на основе которого можно получить подобные приборы, является карбид кремния. Значительные успехи в развитии технологии карбида кремния за последние 10-15 лет позволили к настоящему времени разработать на его основе практически все основные типы полупроводниковых приборов, в том числе и первые интегральные схемы. Недостатком монокристаллического карбида кремния является не только его высокая стоимость. Одним из минусов карбида кремния, как подложки для нитрида галлия является несовпадение расстояния между атомам карбида кремния и нитрида галлия. Это несовпадение составляет три процента. Данное несоответствии решеток, хотя и не очень значительное, все же приводит к образованию заметного количества дефектов в гетероструктурах, что не позволяет изготовить более сильноточные приборы. Кроме того, после процесса роста часто бывает необходимо стравить исходную подложку, а для карбида кремния это серьезная проблема.
Кардинальным решением проблемы современной микроэлектроники могло бы быть получение дешевого карбида кремния на кремниевых подложках. Это позволило бы решить целый ряд проблем: обеспечило бы низкую стоимость подложки, поскольку стоимость кремневой подложки не высока; стало бы возможным создание приборов на подложках большой площади, в настоящее время показана возможность получения слоев нитрида галлия на кремнии диаметром 200 мм; обеспечило бы высокую электропроводность подложки (сапфир-диэлектрик); обеспечило бы возможность интеграции нитрид-галлиевой оптоэлектроники с кремневой микроэлектроникой и возможность отделения (стравливания) нитрид галлиевой подложки и перенос на другие материалы.
– В настоящее время, мировая электронная промышленность «подстроена» под выпуск пластин кремния. Поэтому, получение пленок карбида кремния на кремнии позволило бы, не перевооружая основную производственную базу, изготавливать электронные приборы на новом материале. Однако, существующие методы выращивания пленок карбида кремния на кремнии не позволяют из-за большой разницы в параметрах решеток кремния и карбида кремния получать совершенные по структуре пленки карбида кремния.
Для решения этой проблемы необходимо было разработать метод выращивания монокристаллических пленок карбида кремния на кремнии с низкой плотностью дефектов. Это позволило бы, с одной стороны, использовать подобные структуры в качестве элементов для дальнейшего изготовления на их основе различных типов полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, с заменой дорогостоящих монокристаллов кристаллов карбида кремния, а с другой стороны выращивать на них транзисторные гетероструктуры на основе нитрида галлия.
– Попытки создания карбид кремневого слоя на кремневой подложке с целью дальнейшего выращивания нитрида галлия и алюминия предпринимались неоднократно с середины 80-х годов XX века. Однако до сих пор не удалось создать слои карбида кремния на кремнии с низкой полностью дефектов, сравнимой с плотностью дефектов в кристаллах карбида кремния. Основными причинами этого являются: большая разница в структуре кристаллических решеток (рассогласование более 19 процентов), что неизбежно приводит к появлению большого количество дефектов в слое карбида кремния и существенная разница в коэффициентах термического расширения (около восьми процентов), которая также ведет к ухудшению качества растущего слоя из-за сильных остаточных напряжений. Эти негативные эффекты становятся особенно заметными при увеличении диаметра кремневой подложки. На протяжении 30 лет были проверены самые различные способы устранения таких рассогласований, начиная от профилирования поверхности кремневой пластины и заканчивая попытками подбора параметров процесса. Сложность получения монокристаллических слоев карбида кремния на кремнии связана с тем, что параметры решеток кремния и карбида кремния отличаются примерно на 19 процентов. Это первая и основная проблема, препятствующая получению хороших эпитаксиальных пленок карбида кремния на кремнии. Вследствие различия параметров эти решеток на границе между пленкой и подложкой образуется большое количество различного рода дефектов, а толстые пленки карбида кремния на кремнии, толщиной более 1 mkm содержат трещины. Вторая, не менее сложная проблема – большое различие в тепловых коэффициентах расширения между кремнием и карбидом кремния. В результате, при охлаждении пластины кремния со слоем карбида кремния от температуры роста до комнатной температуры возникает сильный изгиб пластины и трещины. И, наконец, третья проблема связана с низкой температурой плавления кремния (Si плавится при температуре 1412℃). Невозможно выращивать пленки карбида кремния, синтезированные на кремнии, при температурах равных и выше 1500℃. При температурах выше 1500℃ подвижность компонентов и скорость химической реакции между компонентами, из которых выращивают карбид кремния, достаточно высокие. Это позволяет реализовать ориентированное зарождение двумерных зародышей карбида кремния. Поэтому для того, чтобы росли пленки карбида кремния при температурах ниже 1412℃, исследователям приходится применять различные методы предварительной модификации поверхности кремния, но и она не помогает решить эту проблему.
– Как же вырастить пленку карбида кремния высокой степени совершенства?
– Исследователи давно заметили, что если пленка и подложка содержат общие атомы, то совершенную пленку легче вырастить на такой подложке, чем пленку, состоящую из атомов, которые не присутствуют в подложке. Общий элемент, который содержит кремниевая подложка и карбид кремния – кремний. И все же, как преодолеть 19 процентов в разнице расстояний между атомами в решетках? В последнее время стали придумывать разнообразные хитроумные способы, чтобы обойти это различие. Основная идея, заложенная в этих способах выращивания пленок – внедрение пор в приповерхностный слой подложки. С одной стороны, поры могут играть роль «демпфера» напряжений, возникающих, из-за разницы в коэффициентах термических расширений пленки и подложки, поскольку уменьшается площадь контакта пленки с кристаллической поверхностью подложки. С другой стороны, поры являются интенсивным стоком материала пленки, что помогает пленке расти более медленно, а это, в свою очередь, позволяет атомам пленки сформировать более совершенную ее структуру. Это легко представить. Когда идет дождь, то вода скапливается в ямках и впадинах, образуя лужи. Более высокие места остаются сухими. По мере заполнения ямок, вода начинает покрывать и более возвышенные, прежде сухие места. Но теперь это уже происходит иначе, постепенно, слой за слоем. Именно так, растет и пленка. После заполнения ямок, материал пленки начинает покрывать всю поверхность подложки и начинается рост пленки от поверхности материала, который находиться в ямке. Таким образом, исходной затравкой для роста пленки служит ее собственный материал. Если бы ямок не было бы, то атомы пленки присоединялись бы к поверхности подложки случайным образом и, в случайных местах, а это приводит к ухудшению качества слоя пленки.
Сергей Кукушкин отметил, что способ использования ямок травления для роста пленок имеет и ряд недостатков. Для получения совершенных по структуре слоев необходимо, чтобы пленки были ориентированными, а также не были бы механически напряжены из-за большой разницы в расположении атомов. Дело в том, что ориентацию пленки задает кристаллическая структура подложки. Чем больше отличается кристаллическая структура и симметрия пленки от структуры и симметрии подложки, тем более напряженной и более дефектной вырастает пленка. Даже в том случае, если структуры пленки и подложки близки, но поверхность подложки неоднородна и содержит различного рода дефекты, царапины, ямки травления и т.п., качество растущего слоя пленки резко ухудшается. Поэтому внедрение пор в поверхностный слой подложки, несмотря на возможность релаксации механических напряжений, резко снижает ориентационные свойства поверхности подложки, поскольку ямки травления ухудшают качество поверхности подложки. Как и в приведенном примере о лужах и дожде. Чем менее ровная поверхность земли, тем более различные по размеру образуются лужи. Исследователь не всегда может контролировать размер и местоположение пор. Поверхность же кристалла вблизи поры часто имеет нарушенную структуру. Поэтому, делая ставку на подобные методы роста, исследователи попадают в своеобразную «западню». С одной стороны они искусственно уменьшают механические напряжения между пленкой и подложкой, а с другой – увеличивают неравномерность в расположении атомных слоев пленки на подложке.
– Мы понимали, что традиционные путь решения данной проблемы нам не подходит. Во-первых, у нас не было дорогостоящего экспериментального оборудования, а во-вторых, нам все равно было не догнать ведущие мировые центры, которые много десятилетий подряд исследуют проблему роста карбида кремния на кремнии. При стандартных способах выращивания материала на поверхность подложки осаждают карбид кремния из внешней среды, например, напыляют из паровой фазы, подавая в реактор химические реагенты. Затем, на поверхности подложки происходит химическая реакция и фазовое превращение. В результате пар компонентов превращается в кристаллическую пленку. Но, как только пар превратился в кристаллическую пленку, сразу на границе пленка-подложка возникает механическое напряжение, которое может привести к растрескиванию пленки, появлению трещин. Это процесс похож на сварку двух металлов с разными температурными коэффициентами расширения, с последующим их нагревом. При нагреве они будут ломаться и изгибаться. При образовании пленки на подложке происходит примерно то же. Поскольку в пленке атомы лежат иначе, чем в подложке, то образуется несоответствие в их взаимной укладке. Атомы не попадают на свои места, возникают механические напряжения, и пленка растрескивается. В таком виде она становится непригодной для изготовления приборов. Поскольку мы хорошо понимали, фундаментальные процессы фазовых переходов, то мы догадались, что необходимо часть атомов в подложке кремния «изъять», т.е. создать пустые места в кристаллической решетке подложки за счет образования в ней так называемых «вакансий». Однако, основная сложность заключалась в том, чтобы создать вакансии в момент зарождения пленки, не раньше и не позже. В первом случае атомы в пленке не будут иметь строгого периодического расположения, как это должно быть в монокристалле, поскольку подложка их упорядочивает, а вакансии такое упорядочение разрушают. Если же вакансии не успеют образоваться раньше, чем образуется пленка, то механические напряжения ее разрушат.
Ученые вели долгие поиски пути решения данной проблемы. Было ясно, что создание пор в слое подложи – разумный подход. Необходимо было только понять каким образом разрешить проблему ориентации пленки.
– И вот тогда мне пригодились знания, полученные еще в действе, когда я рассматривал геологическую коллекцию камней, привезенных отцом из экспедиций. У меня дома был образцы окаменевших деревьев. Фотографии этих окаменевших деревьев приведены на рис.1. Меня долго мучал вопрос как протекал процесс замещения живых клеток, молекул и атомов, входящих в них, на атомы и молекулы неживой материи. Еще будучи аспирантом и занимаясь теорией роста пленок, я подумал, вот бы создать и найти такие условия, при которых было бы возможно укладывать инородные атомы одного вещества в подготовленную и созданную атомами другого вещества кристаллическую структуру! Не было бы цены такой технологии! Затем я забыл об этом и даже не вспоминал.
– И вот, спустя много лет, столкнувшись с проблемой роста карбида кремния на кремнии, я вновь вернулся к этой проблеме. Эти камни находились у меня дома, и я внимательно стал их рассматривать. Поскольку кристаллические структуры кремния и карбида кремния похожи друг на друга (их кристаллические решетки приведены на рис.2), за исключением того, что в карбиде кремния место четырех атомов кремния внутри ячейки кремния занимают атомы углерода и, того, что кристаллическая ячейка кремния в два раза больше кристаллической ячейки карбида кремния.
Ученые решили заменить часть атомов в кремнии на углерод, т.е. сразу превратить кремний в карбид кремния без его разрушения. Сделать это непросто, ведь объемы кристаллических ячеек кремния и карбида кремния различаются почти в два раза. Если «вытащить» часть атомов кремния из кремниевой решетки и на место этих атомов поместить атомы углерода, то кристаллическая решетка кремния просто разрушится. И выход из данной ситуации был найден. Оказалось, что кристаллическая структура кремния очень рыхлая и в ней содержатся большие пустоты (см. рис.2), в которых могут разместиться маленькие атомы углерода.
– Мы провели теоретические расчеты и математически доказали, что если в такой пустоте разместить атом углерода, а соседний с ним атом кремния удалить, то оказывается, что размеры кристаллической решетки кремния содержащий такие дефекты практически совпадает с размерами решетки кремния без дефектов. Это означает, что и механические напряжения в такой решетке отсутствуют. Такое удивительное свойство связано с эффектом взаимодействия (взаимного притяжения) лишнего атома углерода междузельном пространстве кремния ( в пустоте внутри кремния) с его вакансией, образовавшейся на месте удаленного атома кремния. Подобное притяжение возникает не за счет электрических, химических или других подобных сил. Это притяжение возникает из-за чисто механического упругого изменения окружающих углеродный атом и вакансию атомов кремния. Атомы углерода и вакансии изменяют расстояние между атомами кремния и за счет этого сами притягиваются друг к другу. Таким образом, образуется новое вещество, сформированное на основе кристаллической матрицы кремния, но содержащее вакансии и углеродные атомы, которые образуют внутри него свою собственную кристаллическую решетку. Такое вещество живет короткое время, но вполне достаточное, чтобы на поверхности кремниевой подложки образовался бы слой данного вещества толщиной 100-200 нанометров (1 нанометр – одна миллиардная часть метра). Поскольку в данном веществе углерод не находится на своем месте, а его местом является место занимаемое вакансией, то в действие вступают химические силы стремящиеся вернуть атомы углерода занять свои законные места.
Со временем роста данного вещества химическая энергия накапливается, и углерод, и вакансия обмениваются местами. В результате на поверхности образуется слой карбида кремния, а ушедшие на место углерода вакансии (атомные пустоты), сливаются (коагулируют) другу с другом с образованием пустот (пор). Если процесс образования слоя карбида кремния происходит одновременно с процессом слияния вакансий, атомов пустоты, как их еще называют, то на верхней части подложки кремния образуется слой карбида кремния, покрывающий подобно крыше дома пустоты, лежащие под этим слоем. При получении пленок данным методом в начале подложка кремния задает ориентацию образовавшемуся промежуточному веществу, а затем уже образуются пустоты (поры), которые и приводят к окончательной релаксации механических напряжений, обусловленных различием в расположении атомов.
– Теперь необходимо было на практике реализовать эту идею. Для этого нужно было доставить атом углерода внутрь кремния и одновременно с этим удалить только один соседний атом кремния. Таким образом, нам необходимо было найти такое химическое вещество в результате взаимодействия, с которым в решетку кремния внедрился бы атом углерода, но так, чтобы химическая реакция не протекала сразу до образования карбида кремния, а образовалось бы промежуточная структура, о которой говорилось выше. Им оказалась обычный угарный газ. Это вещество содержит только два атома, а именно, атом углерода и атом кислорода. Конечно, если просто взять угарный газ и соединить его с монокристаллическим кремнием, то карбида кремния хорошего качества не получить. Для получения этого материала нужно еще специальным образом и обработать ее несколькими другими газами, но основой является именно угарный газ. Поняв это, мы начали выращивать монокристаллические пленки карбида кремния на кремнии, которые на сегодняшний день превосходят по своей структуре и составу пленки карбида кремния на кремнии, выращиваемые ведущими мировыми лидерами в области электронных материалов! И, самое главное, их себестоимость значительно ниже себестоимости этих пленок. На рис.3 приведено изображение торцевого среза границы раздела пленка карбида кремния–кремний.
На рисунке 3 хорошо виден слой карбида кремния, лежащий над поверхностью пор в кремнии.
– Таким образом, мы научились это делать первыми в мире и впервые в мире вырастили отличный карбид кремния на кремнии! Этот карбид имеет толщину 100-200 нанометров и по физическим причинам он не растет больше. На рисунке 4 приведены фотографии внешнего вида пленок карбида кремния на кремнии, выращенных разработанным нами методом.
– Однако, это уже карбид кремния, и на нем можно уже стандартными методами наращивать толстые пленки карбида кремния или нитрида галлия, а это означает, что можно сделать светодиоды, транзисторы и многие другие приборы. Так что, экономический эффект трудно переоценить. По сути, это новый скачок в мировой электронике. Вот, что значит не следовать в фарватере мировых лидеров, а двигаться самостоятельно. Никогда не нужно идти чужим путем. Конечно же, самостоятельно мы не смогли бы это сделать. Нужны были денежные средства. Мы работаем в Академии наук в небольшом институте, сотрудники которого занимаются в основном теорией, поэтому государство выделяло средства лишь на заработную плату сотрудникам, а для исследований нужны финансы на материалы и оборудование. Мы постоянно получали различные гранты, но на них дорогостоящего оборудования не приобретешь. Однако однажды нам повезло. В нашем отделении Академии наук, обратили внимание на наши успехи и приобрели для нас ряд дорогостоящих исследовательских приборов. Эти приборы сформировали приборную основу (базу) нашей лаборатории. В начале нашего пути, мой товарищ, бизнесмен Андрей Витальевич Лукьянов, заинтересовался нашими исследованиями и стал финансировать нашу работу. На его средства мы смогли сделать установку для роста карбида кремния и начать на практике реализовывать нашу идею. Нам повезло. Мы оказались правы и впервые в мировой практике разработали новый способ получения карбида кремния на кремнии, отличающийся от всех других, что существуют в мире. Помимо Лукьянова нам стали помогать и другие бизнесмены. В 2017 году нами был создан «Научно-Технический Центр «Новые технологии» (ООО «НТЦ НТ»), генеральным директором которого является Геннадий Викторович Святец. С того момента ход исследований значительно ускорился.
Данная технология может лечь в основу высокотехнологического производства монокристаллических слоев карбида кремния на кремниевых подложках. Это позволило бы не только заместить импорт иностранных полупроводниковых структур, аналогов которых нет в России, но и выступить в качестве мирового технологического лидера в области разработки полупроводников нового поколения.
Во второй части статьи мы продолжим беседу с Сергеем Кукушкиным и узнаем, в чем состоит практическая польза или финальная цель данной разработки, какие трудности и нерешенные проблемы возникают в процессе исследования и как оно может повлиять на нашу повседневную жизнь.
1 комментарий. Оставить новый
Ну ребята , 30 лет заниматься этой проблемой. ТРИЗ надо изучать господа учёные. Да и сейчас вся прибыль будет идти не в государство, а частным лицам, верхушке НТЦ.