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USTCは、レーザーマイクロナノ製造の分野で重要な進歩を遂げました

中国科学大学の高等研究所の研究者ヤン・リアンの研究グループは、金属酸化物半導体レーザーマイクロナノ製造の新しい方法を開発しました。ダイオード、トリオード、メンバー星、暗号化回路などの回路により、レーザーマイクロナノ処理のアプリケーションシナリオがマイクロエレクトロニクスの分野に拡張され、柔軟なエレクトロニクス、高度なセンサー、インテリジェントなMEM、その他の分野には重要なアプリケーションの見通しがあります。研究結果は最近、「ネイチャーコミュニケーション」に「レーザー印刷されたマイクロエレクトロニクス」というタイトルで公開されました。

印刷されたエレクトロニクスは、印刷方法を使用して電子製品を製造する新興技術です。それは、新世代の電子製品の柔軟性とパーソナライズの特徴を満たし、マイクロエレクトロニクス業界に新しい技術革命をもたらします。過去20年にわたって、インクジェット印刷、レーザー誘導転送(リフト)、またはその他の印刷技術は、クリーンルーム環境を必要とせずに機能的な有機および無機微小電子デバイスの製造を可能にするために大きな進歩を遂げました。ただし、上記の印刷方法の典型的な機能サイズは通常、数十ミクロンの順序であり、多くの場合、高温の後処理プロセスが必要であるか、機能デバイスの処理を実現するために複数のプロセスの組み合わせに依存しています。レーザーマイクロナノ処理テクノロジーは、レーザーパルスと材料の間の非線形相互作用を利用し、100 nm未満の従来の方法で達成が困難な複雑な機能構造と添加剤の製造を実現できます。ただし、現在のレーザーマイクロナノ製造構造のほとんどは、単一のポリマー材料または金属材料です。半導体材料のレーザー直接書き込み方法がないため、マイクロエレクトロニクスデバイスの分野へのレーザーマイクロナノ処理技術の適用を拡張することも困難です。

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この論文では、ドイツやオーストラリアの研究者と協力して、研究者のヤン・リアンは、機能的な電子デバイスの印刷技術として革新的に開発されたレーザー印刷を革新的に開発し、半導体(ZNO)と導体(PTやAGなどのさまざまな材料の複合レーザー印刷)を実現し(図1)、最低段階での高温増強式プロセスのプロセスステップは、高温のポストプロセスステップを必要としません。このブレークスルーにより、導体、半導体、さらにはマイクロエレクトロニクスデバイスの機能に従って断熱材の設計と印刷をカスタマイズすることができ、マイクロエレクトロニックデバイスの印刷の精度、柔軟性、および制御可能性を大幅に改善します。これに基づいて、研究チームは、ダイオード、メモリスタ、および物理的に非繁殖可能な暗号化回路の統合レーザー直接書き込みに成功しました(図2)。この技術は、従来のインクジェット印刷やその他の技術と互換性があり、さまざまなP型およびN型半導体金属酸化物材料の印刷に拡張されると予想されており、複雑で大規模な3次元機能性微小電子デバイスを処理するための系統的な新しい方法を提供します。

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論文:https://www.nature.com/articles/S41467-023-36722-7


投稿時間:3月9日 - 2023年