Исследовательская группа исследователя Ян Ляна в Сучжоуском институте перспективных исследований Китайского университета науки и технологий разработала новый метод лазерного микронанопроизводства оксидов металлов и полупроводников, который реализовал лазерную печать полупроводниковых структур ZnO с субмикронной точностью и объединил с помощью лазерной печати на металле впервые была проверена встроенная лазерная прямая запись микроэлектронных компонентов и схем, таких как диоды, триоды, мемристоры и схемы шифрования, тем самым расширяя сценарии применения лазерной микро-нанообработки на область микроэлектроники, в гибкая электроника, современные датчики, интеллектуальные МЭМС и другие области имеют важные перспективы применения.Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Nature Communications под заголовком «Микроэлектроника, напечатанная на лазере».
Печатная электроника — это новая технология, которая использует методы печати для производства электронных продуктов.Он соответствует характеристикам гибкости и персонализации электронного оборудования нового поколения и принесет новую технологическую революцию в микроэлектронную промышленность.За последние 20 лет струйная печать, лазерно-индуцированный перенос (LIFT) и другие методы печати добились больших успехов в производстве функциональных органических и неорганических микроэлектронных устройств без необходимости создания чистых помещений.Однако типичный размер элемента вышеупомянутых методов печати обычно составляет порядка десятков микрон и часто требует высокотемпературного процесса постобработки или основан на сочетании нескольких процессов для обработки функциональных устройств.Технология лазерной микро-нанообработки использует нелинейное взаимодействие между лазерными импульсами и материалами и позволяет создавать сложные функциональные структуры и аддитивное производство устройств, которые трудно достичь традиционными методами, с точностью <100 нм.Однако большинство современных лазерных микронаноструктур представляют собой монополимерные материалы или металлические материалы.Отсутствие методов лазерной прямой записи полупроводниковых материалов также затрудняет расширение применения технологии лазерной микро-нанообработки в области микроэлектронных устройств.
В этой диссертации исследователь Ян Лян в сотрудничестве с исследователями из Германии и Австралии разработал инновационную лазерную печать как технологию печати для функциональных электронных устройств, реализующую полупроводник (ZnO) и проводник (композитная лазерная печать из различных материалов, таких как Pt и Ag). (Рисунок 1) и вообще не требует каких-либо этапов высокотемпературной постобработки, а минимальный размер элемента составляет <1 мкм.Этот прорыв позволяет настраивать дизайн и печать проводников, полупроводников и даже компоновку изоляционных материалов в соответствии с функциями микроэлектронных устройств, что значительно повышает точность, гибкость и управляемость печати микроэлектронных устройств.На этой основе исследовательская группа успешно реализовала интегрированную лазерную прямую запись диодов, мемристоров и физически невоспроизводимых схем шифрования (рис. 2).Эта технология совместима с традиционной струйной печатью и другими технологиями и, как ожидается, будет распространена на печать различных полупроводниковых металлооксидных материалов P-типа и N-типа, обеспечивая систематический новый метод обработки сложных, крупномасштабных, трехмерные функциональные микроэлектронные устройства.
Тезис: https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Время публикации: 9 марта 2023 г.