Транзисторы нового типа для гибкой электроники

С ностальгией вспоминаю то время, когда ночи напролет, несмотря на утреннюю смену, с упоением занимался конструированием радиосхем, собирая электронные приборы радиопередающую и радиоприемную аппаратуру. Это было время, когда только начали появляться микросхемы и основным активным элементом в любом электронном устройстве был транзистор. С тех времен сами транзисторы нового типа и размещение их на одном кристалле, пошло по «закону Мура».

Однако, несмотря на стремительный прогресс в совершенствовании изготовления полупроводников, параллельно идут исследования по удешевлению их производства и улучшению характеристик.  

Так, группа инженеров из университета Висконсина-Мэдисона США (University of Wisconsin-Madison) создала, по их словам, «суперфункциональний и быстродействующий тонкопленочный транзистор в мире». Кроме обладания высокими электрическими показателями, такие транзисторы могут изготавливаться с помощью быстрых, простых и недорогих методов производства, которые могут быть легко расширены до масштабов массового промышленного производства.

Это достижение позволит разработчикам в недалеком будущем создавать новые передовые портативные и мобильные устройства, имеющие высокие интеллектуальные способности и способны сохранять свою работоспособность при сжатии, растяжении и других видах деформации.

По словам исследователей, в этой работе впервые были продемонстрированы интегрированные гибкие биполярно-комплементарные тонкопленочные транзисторы с металлическим оксидом-полупроводником (BiCMOS, bipolar complementary metal oxide semiconductor) (TFT) на основе переносимой монокристаллической наномембраны кремния (Si NM) на одном куске гибкого пластика субстрата. N-канальные, p-канальные полупроводниковые полевые транзисторы с полупроводниковым полупроводником (N-MOSFET и P-MOSFET) и NPN-биполярные переходные транзисторы (BJT) были реализованы вместе на слое кремния NM 340 нм с минимальной сложностью обработки при низких затратах на гибкие электронные приложения.

Эти транзисторы имеют высокое быстродействие, способны пропускать через себя достаточно большой ток, работать при относительно высоком напряжении и имеют малый переходное сопротивление, что позволяет снизить количество энергии, расходуемой зря в виде тепла, которое выделяется.

BiCMOS-транзисторы являются лучшим видом транзисторов для устройств обработки "смешанных сигналов", которые комбинируют обработку как аналоговых, так и цифровых сигналов. К таким устройствам относится большинство используемых нами в повседневной жизни портативных устройств, мобильные телефоны, например. «И теперь, благодаря появлению новых транзисторов, такие устройства смогут стать гибкими», — рассказывает Женкянг Ма (Zhenqiang Ma), профессор электроники и электротехники.

При использовании традиционных технологий производство тонкопленочных BiCMOS-транзисторов является длительным процессом, в котором используется несколько этапов высокотемпературной обработки. И даже незначительное отклонение температуры одного этапа может разрушить элементы структуры будущего транзистора, изготовленные с помощью предыдущих этапов.

«При промышленном производстве процесс изготовления BiCMOS-транзисторов длится около трех месяцев, — продолжает Женкянг Ма, — наш процесс, благодаря исключению из него множества промежуточных этапов, позволяет уложиться в одну неделю. И это все вместе позволит наладить выпуск устройств с такими транзисторами уже в ближайшем будущем». Источник

Остановитесь на минутку и оглянитесь вокруг себя в многолюдном городе, и вы увидите молодых людей с мобильным телефоном, смартфоном в руке. Они даже не подозревают, что на основе транзисторов нового типа грядет новое поколение мобильных устройств, которые будут приобретать любую форму по желанию хозяина.

Спасибо за прочтение. smiley Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.

Метки: