आईबीएम लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए मार्ग प्रशस्त करता है

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जिस क्षण हम एक लचीले स्मार्टफोन को रोल करते हैं, वह और भी करीब हो गया है। विवरण के लिए - कृपया, बिल्ली के नीचे।



सैन फ्रांसिस्को में आयोजित अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रॉन उपकरण बैठक में, आईबीएम ने एक लचीली प्लास्टिक सब्सट्रेट पर सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण के लिए एक नई और अपेक्षाकृत सस्ती तकनीक पेश की।

एक ओर, आईबीएम उत्पादन प्रक्रिया में ट्रांजिस्टर के प्रदर्शन में मामूली कमी की ओर इशारा करता है, लेकिन दूसरी ओर, अध्ययन साबित करते हैं कि कमरे के तापमान पर पारंपरिक प्रक्रियाओं के साथ एक लचीली और सस्ती तकनीक अभी भी बनाई जा सकती है।

आईबीएम के टीजे वॉटसन रिसर्च सेंटर के एक कर्मचारी, दावूद शारजड़ी के अनुसार, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में अन्य एक आयामी और दो आयामी सामग्रियों का परीक्षण करने से उच्च संपर्क प्रतिरोध और खराब गेट अलगाव जैसी समस्याओं का सामना करना पड़ा। इसके अलावा, अन्य विधियों को या तो गैर-मानक प्रक्रियाओं और सामग्रियों की आवश्यकता होती है, या निर्माण प्रक्रिया में उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।

आईबीएम के नियंत्रित चिपिंग या छीलने के दृष्टिकोण को इस साल की शुरुआत में सिलिकॉन, जर्मेनियम और III-V परतों को हटाने के लिए एक "केर्फलेस" तकनीक के रूप में वर्णित किया गया था, जिसका उपयोग आईबीएम द्वारा कम-शक्ति फोटोवोल्टिक बैटरी बनाने की संभावना के प्रमाण के रूप में किया गया था।

यह दृष्टिकोण, विचित्र रूप से पर्याप्त, सरल है। Microcircuits के साथ सब्सट्रेट को एक लचीले प्लास्टिक टेप में चिपकाया और स्थानांतरित किया जाता है। परिणाम 30 एनएम से कम की शटर लंबाई और 100 एनएम के शटर पिच के साथ एक उपकरण है।

आईबीएम के विशेषज्ञों के अनुसार, वे VDD = 0.6V के वोल्टेज और 0.9V की विद्युत आपूर्ति के साथ 16 पीएस की देरी अवधि के साथ एक अंगूठी थरथरानवाला के साथ लचीले SRAM- मेमोरी सर्किट के लिए सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त करने में सक्षम थे।

प्रक्रिया निम्नानुसार है: यह सब एक सब्सट्रेट (बहुत पतली एसओआई-ईटीएसओआई) से शुरू होता है, जिस पर लगभग 5-6 माइक्रोन मोटी की एक निकल तनाव परत निकलती है। (आईसीएस ईटीएसओआई प्लेट का उपयोग करके 300 मिमी के व्यास के साथ 22-एनएम सीएमओएस तकनीक का उपयोग करके निर्मित किया जाता है)। लोचदार पॉलीमाइड टेप की एक परत को तनाव परत पर लागू किया जाता है। फिर, कमरे के तापमान पर, वैज्ञानिक सब्सट्रेट के एक किनारे से एक "तनाव टूटना" भड़काने और सब्सट्रेट की पूरी सतह पर "यंत्रवत् नियंत्रित" गलती सामने फैलाते हैं।

IBM दो कारणों से ETSOI तकनीक का उपयोग करता है। पहला सबस्ट्रेट्स (60 एंग्स्ट्रॉम) की अल्ट्रा-पतली मोटाई है, जो आपको 30 एनएम से नीचे की प्रक्रिया को स्केल करने और सर्किट तत्वों के उच्च घनत्व को प्राप्त करने की अनुमति देता है। दूसरा - अनोपेड ट्रांजिस्टर चैनलों की उपस्थिति अशुद्धियों के असमान वितरण को कम करती है, जो चिप पर वोल्टेज मूल्यों में महत्वपूर्ण प्रसार की अनुमति देती है।

यांत्रिक लचीलेपन में सुधार करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक दफन ऑक्साइड परत के तहत अतिरिक्त सिलिकॉन को हटा दिया।



लचीलापन बढ़ाने के लिए दूसरा कदम सर्किट को एक प्लास्टिक सब्सट्रेट में स्थानांतरित करना था, जिसके बाद "अपेक्षाकृत मोटी" पॉलीमाइड टेप और निकल परत को हटा दिया गया था। पॉलीइमाइड को विघटित करना आसान है क्योंकि यह एक गर्मी-संवेदनशील चिपकने वाला सब्सट्रेट से बंधा हुआ है; रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा निकेल को हटा दिया जाता है।

आईबीएम ने लचीले टेप को स्थानांतरित करने से पहले विशेषताओं की तुलना में लचीले नमूनों पर सर्किट के प्रदर्शन में थोड़ी कमी की सूचना दी, और पी-टाइप ट्रांजिस्टर एन-टाइप वाले (30-40%) की तुलना में मापदंडों में अधिक गिरावट दिखाते हैं।

गिरावट के कारण को निर्धारित करने के लिए, आईबीएम ने एक ही प्रसंस्करण चरणों का उपयोग करके एक और ईटीएसओआई प्लेट पर स्पैलिंग की निगरानी की। इस बार, नमूना को कठोर प्लास्टिक सब्सट्रेट पर स्थानांतरित किए जाने के बजाय एक सिलिकॉन वेफर पर सख्ती से तय किया गया था। नतीजतन, आईबीएम वैज्ञानिक इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पी-टाइप ट्रांजिस्टर की विशेषताओं में कमी जांच की यांत्रिक कार्रवाई के कारण सबसे अधिक होने की संभावना थी, न कि स्पैलेशन प्रक्रिया के कारण होने वाले तनावों के कारण।

दाउद शेरेदी के अनुसार, प्रयोगशाला में उपज 97% थी, और उन्हें जिन समस्याओं का सामना करना पड़ा, वे इस उपकरण को प्रभावित करने वाले निकल जमाव उपकरण के कारण हुए। उन्होंने यह भी कहा कि प्रक्रिया प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है, और निकल परत में तनाव के स्थान को जानते हुए, प्लस या माइनस 1 माइक्रोन की सटीकता के साथ चिपिंग गहराई को निर्धारित करना संभव है।

वाया इति