сверхтонкие чипы для высокопроизводительной гибкой электроники

В последние несколько лет, с появлением устройств и схем от наноструктур до печатных пленок, гибкая электронная технология достигла значительного прогресса.
В то же время
Развитие высокопроизводительной электроники также возросло, поскольку для создания полностью гибкой электронной системы требуются гибкие и компактные интегральные схемы.
Создание гибких и компактных интегральных схем на основе кремниевой КМОП-электроники представляет собой сложную задачу, поскольку в настоящее время цены на кремний высоки.
Свойства материала плоские, а хрупкость кремния затрудняет его изгибание.
По этой причине Чао
Тонкие кремниевые чипы вызывают большой интерес.
Этот обзор предоставляет
Углубленный анализ различных методов получения суперэффекта.
Тонкие чипы, изготовленные из жестких кремниевых пластин.
Представленное здесь всестороннее исследование включает в себя
Свойства тонких кристаллов, такие как электрические, тепловые, оптические и механические характеристики, моделирование напряжений и методы упаковки.
Наряду с рядом новых приложений, обсуждаются основные достижения в области сенсорики, вычислительной техники, хранения данных и энергетики (например,
M-носимая система
(Здравоохранение, умный город, интернет вещей и т. д.)
Они дадут возможность.
Данная статья предназначена для читателей, работающих в области тонкокристаллических и гибких кремниевых интегральных схем;
Однако, эта тема может представлять широкий интерес для всех, кто работает в области гибкой электроники.
Гибкая электроника меняет способы производства и использования электронных устройств.
Многие из существующих приложений, такие как необходимость гибкости для соответствия имплантационным системам на поверхностях тканей, стимулируют прогресс в этой области, что, в свою очередь, открывает множество будущих применений (таких как мобильное здравоохранение), носимые системы, умные города и Интернет вещей (IoT).
К этому прогрессу также способствовали некоторые инициативы правительства и промышленности, и сейчас предполагается, что к 2028 году рынок гибкой электроники достигнет 300 миллиардов долларов, по сравнению с 29 миллиардами долларов ранее.
28 миллиардов в 2017 году на печать, более 63 миллиардов долларов в 2023 году, гибкие и органичные электронные устройства. Высоко-
Производительность, сопоставимая с современными комплементарными металлооксидными полупроводниками (CMOS).
Электроника играет решающую роль в развитии гибкой электроники, поскольку многие современные и будущие электронные устройства требуют быстрой связи и вычислительных мощностей.
Например, в таких приложениях, как интерактивные гибкие дисплеи, требуются большие токи управления и высокая скорость считывания.
Аналогичным образом, беспроводная связь в мобильном здравоохранении или Интернете вещей (
(Для непрерывного измерения требуется носимый сенсорный пластырь)
Обработка данных потребуется в высокочастотном диапазоне.
Высокая частота (0,3–3 ГГц).
Более высокая скорость связи, большая пропускная способность и очень высокая тактовая частота позволят эффективно использовать распределенные вычисления.
Неизбежные требования к производительности объектов соединения. Эти высокие...
В требованиях к эксплуатационным характеристикам рассматриваются новые материалы, технологии производства, методы и технологии проектирования.
Всё это влияет на производительность устройства.
Например, на частоту переключения транзистора влияют подвижность носителей заряда и длина канала.
Хотя подвижность является свойством материала, длина канала зависит от используемой технологии.
Чтобы продемонстрировать взаимосвязь различных материалов с их характеристиками, в таблице мы сравниваем некоторые материалы, используемые в гибкой электронике.
Это сравнение проводится с точки зрения подвижности носителей заряда ().
Длина канала ()
Частота транзита ()
А также соотношение транзисторов, использующих эти полупроводниковые материалы в качестве токовых каналов.
Предполагается использование фиксированных параметров полевого транзистора, таких как ширина канала и емкость оксидного слоя.
А также зависимость напряжения, частоты переключения, таких как напряжение на клеммах и пороговое напряжение (
(Это показатель скорости транзистора)
В конечном итоге все сводится к подвижности и длине канала и может быть записано следующим образом: где — коэффициент пропорциональности, полученный на основе вышеуказанных предположений. Нормализуя уравнение ()
Что касается коэффициента пропорциональности, то нормированную частоту пропускания можно записать следующим образом: следовательно, когда устройство имеет аналогичные параметры, за исключением подвижности и длины канала, она пропорциональна подвижности и обратно пропорциональна длине канала.
Подставьте значения из некоторых недавних работ в уравнение ().
Сравнение в таблице показывает, что устройства на основе монокристаллического кремния с длиной канала в наномасштабе будут обладать высокими характеристиками, поэтому они будут превосходить большинство других полупроводниковых материалов.
Интересно, что устройства, изготовленные из высокожидких материалов, таких как графен, углеродные нанотрубки и некоторые двумерные материалы, работают медленнее, чем кремниевые.
Очевидно, что длина канала или технология устройства играют важную роль в конечных характеристиках устройства.
Поэтому вместо того, чтобы сосредотачиваться на высоком уровне, лучше сосредоточиться на высоком.
При рассмотрении жидких материалов с точки зрения материаловедения и инженерии в целом необходимо уделять им первостепенное внимание.
С развитием технологий появились устройства, изготовленные из высокотекучих материалов, таких как графен и углеродные нанотрубки.
В конечном итоге, возможно, он догонит и покажет лучшие характеристики, чем монокристаллический кремний, но поскольку соответствующая технология все еще находится на начальной стадии разработки, до ее коммерческого применения еще далеко, что маловероятно в ближайшие несколько лет.
Учитывая эти факты, монокристаллический кремний представляется наилучшим выбором для удовлетворения современных требований к высоким температурам.
Требования к производительности гибких электронных систем.
Это также объясняет, почему другие материалы, такие как кремний и сложные полупроводники, в последние годы вызывают большой интерес.
Наноструктуры, такие как нанопленка, нанолента и нанопроволока.
Были исследованы гибкие электроны, полученные из этих материалов.
Учитывая сложности выравнивания при печати наноструктуры, разницу в плотности напечатанной наноструктуры и трудность получения очень больших размеров, следует отметить следующее:
Масштаб функциональных интегральных схем (ИС), кремниевый
Микроэлектронные технологии — очевидный выбор.
Технология готова к созданию устройств наноразмера и имеет потенциал для экспоненциального увеличения плотности устройств до миллиардов устройств на миллиметр, что делает микрочипы на основе кремния решением для мгновенного получения высокопроизводительных устройств.
Требования к производительности гибкой электроники.
В связи с этим, первая проблема, которую необходимо преодолеть, — это недостаточная гибкость.
(Последовательность)
Кремниевая пластина.
Это достигается путем очистки пластины до