Nhóm nghiên cứu của nhà nghiên cứu Yang Liang tại Viện nghiên cứu nâng cao Tô Châu thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất micro-nano laser bán dẫn oxit kim loại, thực hiện việc in laser các cấu trúc bán dẫn ZnO với độ chính xác dưới micromet và kết hợp nó với tính năng in laser kim loại, lần đầu tiên đã xác minh khả năng ghi trực tiếp bằng laser tích hợp của các linh kiện và mạch vi điện tử như điốt, triode, điện trở nhớ và mạch mã hóa, do đó mở rộng các kịch bản ứng dụng của xử lý micro-nano laser sang lĩnh vực vi điện tử, trong thiết bị điện tử linh hoạt, cảm biến tiên tiến, MEMS thông minh và các lĩnh vực khác có triển vọng ứng dụng quan trọng.Kết quả nghiên cứu gần đây đã được công bố trên tạp chí “Truyền thông tự nhiên” với tiêu đề “Vi điện tử in bằng laser”.
Điện tử in là một công nghệ mới nổi sử dụng phương pháp in để sản xuất các sản phẩm điện tử.Nó đáp ứng các đặc tính linh hoạt và cá nhân hóa của thế hệ sản phẩm điện tử mới và sẽ mang lại một cuộc cách mạng công nghệ mới cho ngành vi điện tử.Trong 20 năm qua, in phun, truyền cảm ứng bằng laser (LIFT) hoặc các kỹ thuật in khác đã có những bước tiến lớn cho phép chế tạo các thiết bị vi điện tử hữu cơ và vô cơ chức năng mà không cần môi trường phòng sạch.Tuy nhiên, kích thước tính năng điển hình của các phương pháp in ở trên thường ở mức hàng chục micron và thường yêu cầu quy trình xử lý hậu kỳ ở nhiệt độ cao hoặc dựa vào sự kết hợp của nhiều quy trình để đạt được quá trình xử lý của các thiết bị chức năng.Công nghệ xử lý micro-nano laser tận dụng sự tương tác phi tuyến giữa các xung laser và vật liệu, đồng thời có thể đạt được các cấu trúc chức năng phức tạp và chế tạo phụ gia của các thiết bị mà các phương pháp truyền thống khó đạt được với độ chính xác <100 nm.Tuy nhiên, hầu hết các cấu trúc chế tạo micro-nano bằng laser hiện nay đều là vật liệu polyme đơn lẻ hoặc vật liệu kim loại.Việc thiếu các phương pháp ghi trực tiếp bằng laser cho vật liệu bán dẫn cũng gây khó khăn cho việc mở rộng ứng dụng công nghệ xử lý laser micro-nano sang lĩnh vực thiết bị vi điện tử.
Trong luận án này, nhà nghiên cứu Yang Liang hợp tác với các nhà nghiên cứu ở Đức và Úc đã phát triển sáng tạo công nghệ in laser làm công nghệ in cho các thiết bị điện tử chức năng, hiện thực hóa chất bán dẫn (ZnO) và dây dẫn (In laser tổng hợp trên nhiều loại vật liệu khác nhau như Pt và Ag) (Hình 1) và hoàn toàn không yêu cầu bất kỳ bước xử lý hậu kỳ ở nhiệt độ cao nào và kích thước tính năng tối thiểu là <1 µm.Bước đột phá này giúp có thể tùy chỉnh thiết kế và in ấn các dây dẫn, chất bán dẫn và thậm chí cả cách bố trí vật liệu cách điện theo chức năng của các thiết bị vi điện tử, giúp cải thiện đáng kể độ chính xác, tính linh hoạt và khả năng điều khiển của các thiết bị vi điện tử in.Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã thực hiện thành công việc ghi trực tiếp bằng laser tích hợp của điốt, điện trở nhớ và các mạch mã hóa không thể tái tạo về mặt vật lý (Hình 2).Công nghệ này tương thích với in phun truyền thống và các công nghệ khác, đồng thời dự kiến sẽ được mở rộng sang in các vật liệu oxit kim loại bán dẫn loại P và loại N khác nhau, cung cấp một phương pháp mới có hệ thống để xử lý các vật liệu phức tạp, quy mô lớn, các thiết bị vi điện tử chức năng ba chiều.
luận án:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Thời gian đăng: Mar-09-2023