塑料芯片技术不断发展
塑料芯片技术不断发展
吴映红 (2001.04.24)
塑料芯片是采用一类称为共轭聚合物的塑料研制而成的，不掺杂时，共轭聚合物是绝缘体，随着对其掺杂的程度变化为半导体、导体，电导率覆盖了从绝缘体到导体的全部范围。与现行主流的硅芯片相比，这种芯片可像塑料一样价格低廉，估计仅为硅芯片的1～10％，柔韧，无需昂贵的制造设备，易加工制作，重量轻薄。塑料芯片的研制取得一系列进展，技术上不断创新，向市场占垄断地位的硅芯片发起强劲挑战。 涂覆技术 用涂覆技术制作塑料芯片中的场效应晶体管比较简捷，有旋转涂覆和直接浸入涂覆两种方法，用此技术制作在塑料衬底上相继施加涂层，形成十分细密的导电或半导体塑料薄膜层。尽管施加涂层的方法不同，但晶体管工作速度取决于所选用聚合物嘈停涑≈虑ㄒ坡室竺糠?br>于0.1平方厘米／s，沟道长度控制在1μm以内。采用涂覆技术开发出新一代塑料芯片，由半导体并五苯与聚苯胺电极构成，颠倒晶体管位置使垂直连线变得更加容易，有利于制作一些电路更加复杂的芯片，芯片处理数据的速度至少是以往的3倍。 印刷技术 国际上，有多个实验室研究用印刷技术制备塑料芯片，研制印刷用墨剂是关键，各种塑料半导体或绝缘体都可按某种花样图案，一层一层地印制在柔性衬底上，最后成为一个功能完整的IC。目前，研究集中在打印技术方面，其线宽可小于1μm，且在继续改进中，塑料芯片所用的晶体管分有机、无机方案，据称无机晶体管方案可以克服有机晶体管速度较慢的问题。研制出一种合成大小只有100个原子左右的无机半导体纳米晶体悬浮液墨水，印刷可在低于300℃条件下完成，且衬底材料选择范围扩大，其中包括一般的塑料薄片，研制成功在塑料薄片上，用打印方法制造有数百只晶体管的芯片，并计划在2001年或2002年的上半年制造出一个处理器。研制者们的奋斗目标是在塑料片上，用几秒钟时间即可打印出价格远低于In t el奔腾处理器，而功能毫不逊色的塑料芯片。有两家公司开发出在柔软的塑料基片上，用打印方法生产有机晶体管的工艺，并准备在2001年拿出样品。采用一种特殊的压电喷墨打印头，研制出一种属于聚噻吩与低聚噻吩族的塑料芯片，电子迁移率达到0.02平方厘米／V。用喷墨打印头研制出有机晶体管阵列、反向器、环行振荡器、分频器、运算放大器等芯片，环行振荡器的级延迟小于40μs，虽无法与硅器件相比，但已可派上一些用场了。 激光技术 当前，国际上有两个研究小组利用高功能激光技术，研制聚合物硅柔性芯片，将一层约为50n m厚的硅电路沉淀到柔性聚合物基片上，可提高芯片运算速度，而且整个芯片也是柔性的，实验结果获得一块由数百只硅晶体管开关组成的柔性芯片。 导电聚合物的开发已形成一个全新的研究领域，塑料芯片的产业化还会有一段艰辛的路程，如果一切顺利实现，对于半导体产业来讲，无疑将是又一次巨大的技术革命。
吴映红 (2001.04.24)
塑料芯片是采用一类称为共轭聚合物的塑料研制而成的，不掺杂时，共轭聚合物是绝缘体，随着对其掺杂的程度变化为半导体、导体，电导率覆盖了从绝缘体到导体的全部范围。与现行主流的硅芯片相比，这种芯片可像塑料一样价格低廉，估计仅为硅芯片的1～10％，柔韧，无需昂贵的制造设备，易加工制作，重量轻薄。塑料芯片的研制取得一系列进展，技术上不断创新，向市场占垄断地位的硅芯片发起强劲挑战。 涂覆技术 用涂覆技术制作塑料芯片中的场效应晶体管比较简捷，有旋转涂覆和直接浸入涂覆两种方法，用此技术制作在塑料衬底上相继施加涂层，形成十分细密的导电或半导体塑料薄膜层。尽管施加涂层的方法不同，但晶体管工作速度取决于所选用聚合物嘈停涑≈虑ㄒ坡室竺糠?br>于0.1平方厘米／s，沟道长度控制在1μm以内。采用涂覆技术开发出新一代塑料芯片，由半导体并五苯与聚苯胺电极构成，颠倒晶体管位置使垂直连线变得更加容易，有利于制作一些电路更加复杂的芯片，芯片处理数据的速度至少是以往的3倍。 印刷技术 国际上，有多个实验室研究用印刷技术制备塑料芯片，研制印刷用墨剂是关键，各种塑料半导体或绝缘体都可按某种花样图案，一层一层地印制在柔性衬底上，最后成为一个功能完整的IC。目前，研究集中在打印技术方面，其线宽可小于1μm，且在继续改进中，塑料芯片所用的晶体管分有机、无机方案，据称无机晶体管方案可以克服有机晶体管速度较慢的问题。研制出一种合成大小只有100个原子左右的无机半导体纳米晶体悬浮液墨水，印刷可在低于300℃条件下完成，且衬底材料选择范围扩大，其中包括一般的塑料薄片，研制成功在塑料薄片上，用打印方法制造有数百只晶体管的芯片，并计划在2001年或2002年的上半年制造出一个处理器。研制者们的奋斗目标是在塑料片上，用几秒钟时间即可打印出价格远低于In t el奔腾处理器，而功能毫不逊色的塑料芯片。有两家公司开发出在柔软的塑料基片上，用打印方法生产有机晶体管的工艺，并准备在2001年拿出样品。采用一种特殊的压电喷墨打印头，研制出一种属于聚噻吩与低聚噻吩族的塑料芯片，电子迁移率达到0.02平方厘米／V。用喷墨打印头研制出有机晶体管阵列、反向器、环行振荡器、分频器、运算放大器等芯片，环行振荡器的级延迟小于40μs，虽无法与硅器件相比，但已可派上一些用场了。 激光技术 当前，国际上有两个研究小组利用高功能激光技术，研制聚合物硅柔性芯片，将一层约为50n m厚的硅电路沉淀到柔性聚合物基片上，可提高芯片运算速度，而且整个芯片也是柔性的，实验结果获得一块由数百只硅晶体管开关组成的柔性芯片。 导电聚合物的开发已形成一个全新的研究领域，塑料芯片的产业化还会有一段艰辛的路程，如果一切顺利实现，对于半导体产业来讲，无疑将是又一次巨大的技术革命。
诚心待人、低调做人。