Рулонная технология
Рулонная технология — процесс изготовления электронных приборов на рулонах гибкого пластика или металлической фольги.
Большие интегральные схемы, содержащие тонкопленочные транзисторы и другие устройства, можно сравнительно легко изготовить с помощью шаблонов на подложках из таких рулонов, размерами до нескольких метров в ширину и до 50 км в длину. Некоторые изделия можно изготовить непосредственно по шаблону, аналогично тому, как в струйном принтере наносятся чернила. Однако, изделия из большинства полупроводников можно изготовить по шаблону только с использованием методов фотолитографии.
Рулонная технология находится пока ещё в стадии разработки. Если полупроводниковые приборы можно будет изготавливать по такой технологии на подложках большого размера, то стоимость производства многих устройств снизится в десятки раз по сравнению с производством традиционными методами. Наиболее заметно это скажется на производстве солнечных батарей, которые пока что слишком дороги для большинства применений в связи с высокой стоимостью на единицу площади крупногабаритных изделий при традиционных способах производства моно- или поликристаллического кремния. Могут возникнуть и новые применения, основанные на использовании гибкого характера подложек, например, встроенная в одежду электроника, гибкие дисплеи большого размера и портативные рулонные дисплеи.
Рулонная печать интегральных микросхем
Нанопечатная литография сегодня рассматривается специалистами в качестве одного из самых перспективных в будущем методов изготовления интегральных микросхем. Эта технология не имеет ограничений в плане миниатюризации, что выгодно отличает ее от оптической литографии, которая уже сегодня приближается к своим границам применимости. В случае нанопечатной литографии применяется метод "выдавливания" определенного рельефа на подложке с последующим формированием необходимых для функционирования микросхемы структур. Этот метод изначально разрабатывался в качестве варианта для дальнейшей миниатюризации интегральных микросхем, когда другие методы себя исчерпают. В числе разработчиков технологи выступала и компания Molecular Imprints, которая и сегодня продолжает исследования в этом направлении.
Впрочем, у нанопечатной литографии есть существенный недостаток - пока невозможно "печатать" интегральные микросхемы на подложке большой площади. Если с большим количеством миниатюрных по размерам микросхем вполне возможно применять "печать" площадью несколько сантиметров, и повторять процесс печати несколько раз, то в ряде случаев такой подход оказывается неприемлем. В качестве примера можно привести такие устройства, как дисплеи и солнечные батареи - в этом случае подходящим вариантом оказывается печать интегральных микросхем на подложке большой площади с последующим разрезанием подложек на листы необходимых размеров.
Решением этой проблемы занялся профессор Мичиганского Университета Джей Гуо (Jay Guo). Им был предложен метод рулонной нанопечатной литографии, когда печатающее устройство представляет собой ролик с полимерным покрытием, имеющим необходимый рельеф. С его помощью рельефный рисунок переносится на резистивный материал, которым покрывают подложку для последующей обработки и формирования необходимой полупроводниковой структуры интегральной микросхемы.
На данный момент установка позволяет "печатать" рельефный рисунок будущей интегральной микросхемы на подложке размером не более 15 сантиметров, да и миниатюризация пока не дотягивает до современного уровня - при помощи предложенной техники пока возможно изготовлять 50-нм микрочипы. Такие параметры явно ограничивают область применения рулонной нанопечатной литографии. Но, с одной стороны, даже такие характеристики позволяют изготовлять целый ряд оптоэлектронных устройств, а с другой, исследователи отнюдь не останавливаются на достигнутом - в будущем планируется существенно модернизировать технологию нанопечатной литографии.
В целом, реакция специалистов на предложенную профессором Джем Гуо методику изготовления интегральных микросхем положительная. Отмечается не только возможность дальнейшего усовершенствования установки, но и возможность снижения себестоимости продукции. Об отличном потенциале рулонной нанопечатной литографии говорит и тот факт, что исследователи заручились поддержкой ряда компаний, заинтересованных в разработке новейшего метода изготовления полупроводниковых устройств, и желающих в будущем внедрить новую технологию в производственный цикл.
