Järjestyneet viat parantavat liuospinnoitettuja puolijohteita

University of Illinois Urbana-Champaignin Qing Caon laboratorio on kehittänyt prosessin, joka tuottaa tähän mennessä tehokkaimmat transistorit liuospinnoitetuista puolijohteista. Tutkimusryhmän kuitenkin yllätti se, että tämän prosessin parhaalla puolijohteella on korkeammat vikapitoisuudet kuin sen perusmateriaalissa.

"On huomionarvoista, että vaikka vikoja on enemmän, niiden asettuminen järjestyneiksi vikapareiksi on syy, miksi materiaaleilla on ennätyksellistä suorituskykyä liuospinnoitusprosessin valmistuksessa", Cao sanoi. "Menimme materiaalitieteitä pidemmälle ja osoitimme, että toiminnallisia piirejä ja järjestelmiä, kuten näyttöjä, voidaan rakentaa, mikä tasoittaa tietä niiden käyttöönotolle monissa nousevissa sovelluksissa, joissa käytetään suuria alueita kattavaa korkean suorituskyvyn elektroniikkaa."

Tämä tutkimus hahmottelee menetelmän piirien valmistamiseksi järjestyneen viallisesta yhdistepuolijohteesta CuIn5Se8 liuospinnoituksella. Näin muodostettiin nopeita logiikkapiirejä, jotka toimivat megahertseillä ja mikronäytön resoluutiolla 508 pikseliä tuumalla.

Näytön transistorit ohjasivat epäorgaanisia mikro-ledejä, kirkkaampia ja kestävämpiä vaihtoehtoja nykyiselle orgaanisten ledien standardille, mutta ne vaativat paljon tehokkaampia transistoreita ohjaamaan kutakin pikseliä.

Cao uskoo, että uusi materiaali ja prosessi voitaisiin skaalata tukemaan seuraavan sukupolven epäorgaanisia mikro-led-näyttöjä ja nopeaa tulostettavaa elektroniikkaa terveydenhuoltoon, älykkäisiin pakkauksiin ja esineiden internetiin.

Normaalissa puolijohdevalmistuksessa vaadittavat äärimmäiset olosuhteet rajoittavat prosessoitavien materiaalien pinta-alaa. Vaikka tämä on hyväksyttävää siruille ja mikroelektroniikalle, se on taloudellisesti kohtuuton sovelluksissa, jotka vaativat monia laitteita, jotka on koordinoitu ja jaettu suurelle alueelle, kuten elektroniset näytöt. Liuospinnoitus, jossa puolijohteet liuotetaan nesteeseen ja levitetään kohdesubstraatille, ei vain mahdollistaisi laaja-alaisia sovelluksia, vaan voisi myös tehostaa käsittelyä.

"Se tosiasia, että liuospinnoitus voi tapahtua normaalissa ilmanpaineessa ja paljon alhaisemmissa lämpötiloissa, tekee siitä toivottavan vaihtoehdon tavalliselle höyrysaostukselle valmistuskapasiteetin, kustannusten ja substraattien yhteensopivuuden kannalta", Cao sanoi.

Höyrypinnoitustekniikat on kuitenkin kehitetty siihen pisteeseen, että käsitellyissä materiaaleissa on hyvin vähän vikoja, mikä johtaa korkean suorituskyvyn laitteisiin. Ennen kuin liuospinnoitusta käytetään kaupallisessa käsittelyssä, se on kehitettävä niin pitkälle, että sen luomilla materiaaleilla on sama suorituskyky.

Aiheesta aiemmin:

Polymeeristä syntyy katalyyttikide

Kaksiulotteisia fettejä piikiekolle