Платина в микроэлектронике: патентный аспект

29.08.2025 ideipro.ru

Важнейшим компонентом микроэлектронного устройства и всей электронной системы является надёжные электрические контакты. В зависимости от класса устройства нашли применение как сравнительно дешёвые алюминий и медь, более дорогие цветные и редкие металлы (хром, титан, рений и др.), так и – в особо ответственных случаях – благородные золото и платина. Про золото и рений мы уже рассказывали на Хабре.

Данный материал посвящён платине.

Патенты на платину в электронике

В регулярном обзорном отчёте The World Platinum Investment Council отмечено, что спрос в сегменте электроники на платину в 1 квартале 2025 года вырос на 3% в годовом исчислении (+1000 унций). В первую очередь это было обусловлено постоянными инвестициями в центры обработки данных, где распространение приложений искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения (ML) и все более широкое внедрение облачных и периферийных вычислительных решений обусловливают растущий объем требований к хранилищам компьютерной информации. Эти тенденции способствовали стабильным поставкам жестких дисков (HDD), в то время как растущая доля жестких дисков большой емкости, требующих более высокой загрузки металла, также способствовала увеличению объема поставок.

В данной публикации нас интересует патентный аспект.

Патентный портал Google по запросу Platinum in electronics показывает более 100 000 документов. По международной патентной классификации лидируют следующие темы:

диагностика; хирургия; опознание личности A61B – 22,4%;
электротерапия; магнитотерапия; лучевая терапия; ультразвуковая терапия A61N – 17,3%;
полупроводниковые приборы H01L – 17%;
разное оборудование Y10T – 14,1%;
сокращение выбросов парниковых газов Y02E – 13,3%;
органические электрические твердотельные устройства H10K – 13%;
исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств G01N – 11%;
печатные схемы; корпусы или детали электрических приборов H05K – 10,4%.

По H01L «полупроводниковые приборы» около 27 000 документов по платине. Группа лидеров по количеству патентов состоит в основном из азиатских компаний, она следующая:

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. – 3,1%;
Samsung Electronics Co., Ltd. – 2,7%;
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. – 1,6%;
Symetrix Corporation – 1,4%;
Semiconductor Energy Laboratory – 1,1%.

Динамика патентования «платина в полупроводниковых приборах микроэлектроники» представлена на рисунке ниже:

Рисунок: Динамика мирового патентования изобретений на тему Pt в полупроводниковых приборах (Platinum electronics) (H01L) в 1992-2025 гг.

Видно, что в 1990-е годы активность мирового патентования по нашей теме резко выросла почти с нуля, а в 2004-2025 гг. наблюдался платообразный уровень изобретательской активности с несущественными флуктуациями.

Примеры патентов:

EP4485521A1 Semiconductor device with backside contact and buried spacer;
US20240332231A1 Direct hybrid bonding in topographic packages;
US20240332127A1 On-package embedded cooling device.

Легко заметить, что во многих патентах платина указывается в ряду других металлов, например, так: «The metal layer may include at least one of titanium, tantalum, tungsten, nickel, cobalt, or platinum».

Российские патенты

Российская патентная активность по платине в целом высока. База ФИПС выдаёт 1400(!) патентов РФ на изобретения по запросу в реферате «платина». По H01L «полупроводниковые приборы» в ФИПС 28 ед., из которых только 7 действующие, вот примеры:

№2437186 (2011) Способ изготовления солнечного фотоэлектрического преобразователя. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (СПб). Формируют омический контакт последовательным нанесением адгезионного слоя титана толщиной 5-30 нм и барьерного слоя платины толщиной 20-100 нм методом магнетронного распыления и проводящего слоя золота или серебра термическим испарением.
№2568958 (2015) Способ преобразования энергии ионизирующего излучения в электрическую энергию. ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» (Санкт-Петербург). В вакууме наносят неразрывные металлические контакты, один из которых трехслойная система металлизации вида титан- платина -золото для съема положительного заряда и другой с потенциальным барьером Шоттки — из платины, золота или иридия для снятия отрицательного заряда.
№2717264 (2020) Способ применения платиновой металлизации в системе перераспределения контактных площадок кристаллов интегральных микросхем и полупроводниковых приборов. АО «Научно-исследовательский институт электронной техники» (Воронеж). Изобретение предназначено для гибридных интегральных схем, микросборок, модулей, микроэлектромеханических систем и датчиков на полупроводниковой пластине с помощью создания дополнительных тонкопленочных слоев и металлизации на основе платины.

Заявок на изобретения в РФ нет.

Имеется 7 патентов на полезные модели по H01L «полупроводниковые приборы», но все они недействующие.

Зато имеется целых три топологии интегральных схем с платиной, вот примеры:

№2021630029 Топология интегральной схемы тестового кристалла для быстродействующих кремниевых полупроводниковых приборов и микросхем. АО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ» (Брянск). Тестовый кристалл предназначен для отработки технологических решений и аттестации конструкций кристаллов полупроводниковых приборов и микросхем на основе эпитаксиальных кремниевых структур с введенной примесью для повышения быстродействия (золото, платина, электроны, протоны и т.п.).
№2021630109 Топология тестовой матрицы интегральных ячеек для аттестации 1,2 мкм технологии для анализа биологических спор. Научно-производственный комплекс «Технологический центр» (Зеленоград). Основное назначение — возможность исследования влияния конструктивно-технологических характеристик интегральных ячеек на электрофизические характеристики биологических пор (вольт-амперные, вольт-фарадные и т.д.). Топология представляет собой матрицу интегральных ячеек со встроенным металлическим электродом. В качестве материала электрода используется платина.

15 программ для ЭВМ по платине и 9 баз данных к нашей теме не имеют отношение.

Заключение

Российские патенты немногочисленные. Патентообладателями выступают серьёзные образования, такие как Минпромторг России; НИЦ «Курчатовский институт» – ЦНИИ КМ «Прометей» (СПб); АО «Ангстрем» (Москва) и т.д. Но в большинстве они касаются примитивных, морально устаревших полупроводниковых устройств с технологическими нормами порядка 1 микрометра.

При этом очевидна патентная активность азиатских техногигантов в этой сфере. Те продолжают подавать все новые и новые заявки, активно применяя платину в микроэлектронике.

О сервисе Онлайн Патент

Онлайн Патент — цифровая система №1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech-решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн-Патент и получите доступ к следующим услугам:

Онлайн-регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО;
Поиск по программам;
Регистрация программы в Роспатенте;
Опции ускоренного оформления услуг;
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
Мониторинги новых заявок по критериям;
Онлайн-поддержку специалистов.