Изследователската група на изследователя Ян Лианг в Института за напреднали изследвания в Суджоу към Университета за наука и технологии на Китай разработи нов метод за производство на лазерни микронано метални оксидни полупроводници, който реализира лазерното отпечатване на ZnO полупроводникови структури със субмикронна прецизност и комбинира с метален лазерен печат, за първи път потвърди интегрираното лазерно директно писане на микроелектронни компоненти и вериги като диоди, триоди, мемристори и криптиращи вериги, като по този начин разшири сценариите на приложение на лазерната микро-нано обработка в областта на микроелектрониката, в гъвкавата електроника, усъвършенстваните сензори, интелигентните MEMS и други области имат важни перспективи за приложение.Резултатите от изследването бяха публикувани наскоро в "Nature Communications" под заглавието "Laser Printed Microelectronics".
Печатната електроника е нововъзникваща технология, която използва методи за печат за производство на електронни продукти.Той отговаря на характеристиките на гъвкавост и персонализация на новото поколение електронни продукти и ще донесе нова технологична революция в индустрията на микроелектрониката.През последните 20 години мастиленоструйният печат, лазерно индуцираният трансфер (LIFT) или други техники за печат направиха големи крачки, за да позволят производството на функционални органични и неорганични микроелектронни устройства без необходимост от среда на чиста стая.Въпреки това, типичният размер на характеристиките на горните методи за печат обикновено е от порядъка на десетки микрони и често изисква процес на последваща обработка при висока температура или разчита на комбинация от множество процеси за постигане на обработка на функционални устройства.Технологията за лазерна микро-нано обработка използва нелинейното взаимодействие между лазерните импулси и материалите и може да постигне сложни функционални структури и адитивно производство на устройства, които са трудни за постигане с традиционни методи с точност <100 nm.Повечето от настоящите лазерни микро-нано-произведени структури обаче са единични полимерни материали или метални материали.Липсата на лазерни методи за директно писане на полупроводникови материали също затруднява разширяването на приложението на технологията за лазерна микро-нано обработка в областта на микроелектронните устройства.
В тази дисертация изследователят Янг Лианг, в сътрудничество с изследователи в Германия и Австралия, иновативно разработи лазерния печат като технология за печат за функционални електронни устройства, реализиращи полупроводници (ZnO) и проводници (композитен лазерен печат на различни материали като Pt и Ag) (Фигура 1) и изобщо не изисква никакви стъпки на процеса на последваща обработка при висока температура, а минималният размер на елемента е <1 µm.Този пробив прави възможно персонализирането на дизайна и печата на проводници, полупроводници и дори разположението на изолационните материали според функциите на микроелектронните устройства, което значително подобрява точността, гъвкавостта и контролируемостта на печатащите микроелектронни устройства.На тази основа изследователският екип успешно реализира интегрираното лазерно директно писане на диоди, мемристори и физически невъзпроизводими вериги за криптиране (Фигура 2).Тази технология е съвместима с традиционния мастиленоструен печат и други технологии и се очаква да бъде разширена до отпечатване на различни P-тип и N-тип полупроводникови металооксидни материали, осигурявайки систематичен нов метод за обработка на сложни, широкомащабни, триизмерни функционални микроелектронни устройства.
Теза:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Време на публикуване: 09 март 2023 г