Kelompok penelitian peneliti Yang Liang di Institut Studi Lanjutan Suzhou di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok mengembangkan metode baru untuk pembuatan mikro-nano laser semikonduktor oksida logam, yang mewujudkan pencetakan laser struktur semikonduktor ZnO dengan presisi submikron, dan digabungkan dengan pencetakan laser logam, untuk pertama kalinya memverifikasi penulisan langsung laser terintegrasi dari komponen dan sirkuit mikroelektronik seperti dioda, trioda, memristor, dan sirkuit enkripsi, sehingga memperluas skenario penerapan pemrosesan mikro-nano laser ke bidang mikroelektronika, di elektronik fleksibel, sensor canggih, MEMS Cerdas, dan bidang lainnya memiliki prospek penerapan yang penting. Hasil penelitiannya baru-baru ini dipublikasikan di "Nature Communications" dengan judul "Laser Print Microelectronics".
Elektronik cetak adalah teknologi baru yang menggunakan metode pencetakan untuk memproduksi produk elektronik. Ini memenuhi karakteristik fleksibilitas dan personalisasi produk elektronik generasi baru, dan akan membawa revolusi teknologi baru ke industri mikroelektronika. Selama 20 tahun terakhir, pencetakan inkjet, transfer yang diinduksi laser (LIFT), atau teknik pencetakan lainnya telah membuat kemajuan besar untuk memungkinkan pembuatan perangkat mikroelektronik organik dan anorganik yang berfungsi tanpa memerlukan lingkungan ruang bersih. Namun, ukuran fitur khas dari metode pencetakan di atas biasanya berada pada urutan puluhan mikron, dan sering kali memerlukan proses pasca-pemrosesan bersuhu tinggi, atau bergantung pada kombinasi beberapa proses untuk mencapai pemrosesan perangkat fungsional. Teknologi pemrosesan mikro-nano laser memanfaatkan interaksi nonlinier antara pulsa laser dan material, serta dapat mencapai struktur fungsional kompleks dan manufaktur aditif pada perangkat yang sulit dicapai dengan metode tradisional dengan presisi <100 nm. Namun, sebagian besar struktur fabrikasi mikro-nano laser saat ini adalah bahan polimer tunggal atau bahan logam. Kurangnya metode penulisan langsung laser untuk bahan semikonduktor juga mempersulit perluasan penerapan teknologi pemrosesan mikro-nano laser ke bidang perangkat mikroelektronik.
Dalam tesis ini, peneliti Yang Liang, bekerja sama dengan peneliti di Jerman dan Australia, secara inovatif mengembangkan pencetakan laser sebagai teknologi pencetakan untuk perangkat elektronik fungsional, mewujudkan semikonduktor (ZnO) dan konduktor ( Pencetakan laser komposit dari berbagai bahan seperti Pt dan Ag) (Gambar 1), dan tidak memerlukan langkah proses pasca-pemrosesan suhu tinggi sama sekali, dan ukuran fitur minimum adalah <1 µm. Terobosan ini memungkinkan penyesuaian desain dan pencetakan konduktor, semikonduktor, dan bahkan tata letak bahan isolasi sesuai dengan fungsi perangkat mikroelektronik, yang sangat meningkatkan akurasi, fleksibilitas, dan pengendalian perangkat mikroelektronik pencetakan. Atas dasar ini, tim peneliti berhasil merealisasikan penulisan langsung laser terintegrasi pada dioda, memristor, dan sirkuit enkripsi yang secara fisik tidak dapat direproduksi (Gambar 2). Teknologi ini kompatibel dengan pencetakan inkjet tradisional dan teknologi lainnya, dan diharapkan dapat diperluas ke pencetakan berbagai bahan oksida logam semikonduktor tipe P dan tipe N, memberikan metode baru yang sistematis untuk pemrosesan kompleks, berskala besar, perangkat mikroelektronik fungsional tiga dimensi.
Tesis:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Waktu posting: 09-Mar-2023