当前位置:主页 > 产业资讯 > 复旦大学魏大程团队研发半导体性光刻胶 实现特大规模集成度有机芯片制造

复旦大学魏大程团队研发半导体性光刻胶 实现特大规模集成度有机芯片制造

2024-07-08 18:40:02来源:互联网

文章导读
e公司记者最新从复旦大学获悉,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室魏大程团队设计了一种新型 半导体 性光刻胶,利用光刻技术在全画幅尺寸芯片上集成了2700万个有机 ...

  e公司记者最新从复旦大学获悉,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室魏大程团队设计了一种新型半导光刻胶,利用光刻技术在全画幅尺寸芯片上集成了2700万个有机晶体管并实现了互连,在聚合物半导芯片的集成度上实现新突破,集成度达到特大规模集成度水平。该成果以《基于光伏纳米单元的高性能大规模集成有机光电晶体管》为题发表于《自然·纳米技术》。目前,团队研发出具有化学传感功能、生物电传感功能的光刻胶。该研究提出了一种功能型光刻胶的结构设计策略,将有望促进高集成有机芯片领域的发展。经过多年的技术累积,团队制备的有机芯片在集成度方面已达到国际领先水平,该技术与商业微电子制造流程高度兼容,具有很好的应用前景。“我们正在积极寻求产业界合作,希望能够推动科研成果的应用转化。未来,这种材料一方面能够用于制造高集成度柔性芯片,另一方面由于其光刻兼容性,还有可能实现有机芯片与硅基芯片的功能集成,进一步拓展硅基芯片的应用。”团队负责人魏大程说。

  原文如下:

  复旦大学魏大程团队研发半导体性光刻胶,实现特大规模集成度有机芯片制造

  随着现代信息科技的发展,功能芯片的集成密度越来越高,硅基芯片集成器件的密度已经超过2亿个晶体管每平方毫米。与硅基芯片相比,基于有机半导体材料的有机芯片具有本征柔性和良好生物相容性的优势,在可穿戴电子设备、生物电子器件等新兴领域具有重要应用前景,然而有机芯片的集成度却远远落后于硅基芯片。

  日前,复旦大学高分子科学系、聚合物分子工程国家重点实验室魏大程团队设计了一种新型半导体性光刻胶,利用光刻技术在全画幅尺寸芯片上集成了2700万个有机晶体管并实现了互连,在聚合物半导体芯片的集成度上实现新突破,集成度达到特大规模集成度(ultra-large-scale integration,ULSI)水平(图1)。

  2024年7月4日,该成果以《基于光伏纳米单元的高性能大规模集成有机光电晶体管》(“Photovoltaic nanocells for high-performance large-scale-integrated organic phototransistors”)为题发表于《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)。

复旦大学魏大程团队研发半导体性光刻胶 实现特大规模集成度有机芯片制造

  图1. (a)光刻胶组成;(b)光刻胶聚集态结构;(c)在不同衬底上加工的有机晶体管阵列;(d)有机晶体管阵列结构示意图及光学显微镜照片;(e)有机光电晶体管成像芯片(PQD-nanocell OPT)与现有商用CMOS成像芯片以及其他方法制造有机成像芯片的像素密度对比。

  据团队介绍,芯片集成度可以分为小规模集成度(SSI)、中规模集成度(MSI)、大规模集成度(LSI)、超大规模集成度(VLSI)和特大规模集成度(ULSI),单片集成器件数量分别大于2、26、211、216、221。

  此前,有机芯片的制造方法主要包括丝网印刷、喷墨打印、真空蒸镀、光刻加工等,集成度通常只能达到大规模集成度(LSI)水平。由范德华力堆叠形成的有机半导体导电通道在复杂制造流程中会受到各种溶剂和热处理过程的侵蚀,导致芯片性能大幅度降低,特别是对于特征尺寸降低到微米及以下时,性能降低尤为显著。由于小型化和性能的折中,高集成有机芯片的发展受到限制。

  光刻胶又称为光致抗蚀剂,在芯片制造中扮演着关键角色,经过举报、显影等过程能够将所需要的微细图形从掩模版转移到待加工基片上,是一种光刻工艺的基础材料。传统光刻胶仅作为加工模板,本身不具备导电、传感等功能。魏大程团队长期致力于新型晶体管材料、器件及传感应用研究。在研究中,他们设计了一种由光引发剂、交联单体、导电高分子组成的新型功能光刻胶。光交联后形成了纳米尺度的互穿网络结构,兼具良好的半导体性能、光刻加工性能和工艺稳定性。该光刻胶不仅能实现亚微米量级特征尺寸图案的可靠制造,而且该图案本身就是一种半导体,从而简化了芯片制造工艺。

  该光刻胶可通过添加感应受体实现不同的传感功能。为了实现高灵敏光电探测功能,团队在光刻胶材料中负载了具有光伏效应的核壳结构纳米粒子。光照下,纳米光伏粒子产生光生载流子,电子遭内核捕获,产生原位光栅调控,大幅提升了器件的响应度。光刻制造的有机晶体管互连阵列包含4500×6000个像素,元宇宙之家消息,集成密度达到3.1×106单元每平方厘米,即在全画幅尺寸芯片上集成了2700万个器件,达到特大规模集成度(ULSI),其光响应度达到6.8×106安培每瓦特,高密度阵列可以转移到柔性衬底上,实现了仿生视网膜应用。

  目前,团队还研发出具有化学传感功能、生物电传感功能的光刻胶。该研究提出了一种功能型光刻胶的结构设计策略,将有望促进高集成有机芯片领域的发展。经过多年的技术累积,团队制备的有机芯片在集成度方面已达到国际领先水平,该技术与商业微电子制造流程高度兼容,具有很好的应用前景。

  “我们正在积极寻求产业界合作,希望能够推动科研成果的应用转化。未来,这种材料一方面能够用于制造高集成度柔性芯片,另一方面由于其光刻兼容性,还有可能实现有机芯片与硅基芯片的功能集成,进一步拓展硅基芯片的应用。”团队负责人魏大程说。

  复旦大学高分子科学系聚合物分子工程国家重点实验室为论文第一单位;复旦大学高分子科学系博士研究生张申为第一作者;复旦大学魏大程研究员为通讯作者。此外,复旦大学微电子学院杨迎国研究员、复旦大学材料科学系刘云圻院士等参与了该研究。研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科委和复旦大学的支持。

热门文章
日榜 周榜
1 上海机场:上半年净利润同比预增435.87%至556.63%

上海机场 (600009)7月8日发布业绩预告,公司预计2024年半年度实现归属于上市公司股东的净利润...

2 周末要闻汇总:国常会重磅!事关创新药、数字经济、西部开发

本周末影响市场的重要资讯有:国常会研究部署推进 数字经济 高质量发展有关工作,审议通过...

3 7月7日晚间沪深上市公司重大事项通告最新快递

沪深两市多家上市公司7月7日晚间发布公司通告,以下为重要通告汇总: 重大事项 航天宏图...

4 拜登突被重击!上百位商界精英联名发声 建议放弃竞选连任

屋漏偏逢连夜雨! 据美媒报道,在上周与特朗普的辩论中表现糟糕之后,美国总统拜登正面临...

5 申万宏源:守正择时 四季度成长风格行情可能迎来起点

一、三季度是结构性机会乏善可陈的窗口。短期结构演绎缺乏趋势,择时的重要性提升。讨论...

6 中原证券:化工行业景气有望边际复苏 三条主线布局投资机会

投资要点: 2022 -2023年,在全球经济下行以及行业产能持续扩张等多重压力影响,化工品价格回...

7 光大证券:6月美国新增非农就业回落 9月降息概率提升

2024年7月5日,美国劳工部公布2024年6月美国非农数据:新增非农就业20.6万人,预期19.0万人,前...

8 小摩评美国非农降温:年内有望降息两次 但别为此高兴得太早

美东时间周五,美国公布了最新非农就业报告,进一步提振了市场对美联储降息的预期,美股...

9 经济日报:生成式人工智能我们遥遥领先了吗

近日,世界 知识产权 组织(WIPO)发布了《生成式 人工智能 专利态势报告》。报告显示,20...

10 十大机构论市:股市底部震荡 转机渐行渐近

本周沪指下跌0.59%,深证成指下跌1.73%,创业板指下跌1.65%。下周A股将如何运行?我们汇总了各...

1 上海机场:上半年净利润同比预增435.87%至556.63%

上海机场 (600009)7月8日发布业绩预告,公司预计2024年半年度实现归属于上市公司股东的净利润...

2 周末要闻汇总:国常会重磅!事关创新药、数字经济、西部开发

本周末影响市场的重要资讯有:国常会研究部署推进 数字经济 高质量发展有关工作,审议通过...

3 7月7日晚间沪深上市公司重大事项通告最新快递

沪深两市多家上市公司7月7日晚间发布公司通告,以下为重要通告汇总: 重大事项 航天宏图...

4 拜登突被重击!上百位商界精英联名发声 建议放弃竞选连任

屋漏偏逢连夜雨! 据美媒报道,在上周与特朗普的辩论中表现糟糕之后,美国总统拜登正面临...

5 申万宏源:守正择时 四季度成长风格行情可能迎来起点

一、三季度是结构性机会乏善可陈的窗口。短期结构演绎缺乏趋势,择时的重要性提升。讨论...

6 中原证券:化工行业景气有望边际复苏 三条主线布局投资机会

投资要点: 2022 -2023年,在全球经济下行以及行业产能持续扩张等多重压力影响,化工品价格回...

7 光大证券:6月美国新增非农就业回落 9月降息概率提升

2024年7月5日,美国劳工部公布2024年6月美国非农数据:新增非农就业20.6万人,预期19.0万人,前...

8 小摩评美国非农降温:年内有望降息两次 但别为此高兴得太早

美东时间周五,美国公布了最新非农就业报告,进一步提振了市场对美联储降息的预期,美股...

9 经济日报:生成式人工智能我们遥遥领先了吗

近日,世界 知识产权 组织(WIPO)发布了《生成式 人工智能 专利态势报告》。报告显示,20...

10 十大机构论市:股市底部震荡 转机渐行渐近

本周沪指下跌0.59%,深证成指下跌1.73%,创业板指下跌1.65%。下周A股将如何运行?我们汇总了各...

撤稿申请|

备案号:鄂ICP备2022006215号 Copyright © 2002-2022 metaversezj.com.cn 元宇宙之家 版权所有