Микросхемы научились печатать на бумаге

Группа инженеров из Висконсинского университета в Мадисоне предложила использовать в качестве подложки для производства микросхем новый материал – полностью биоразлагаемую пленку из наноразмерных волокон целлюлозы, получаемых из древесины. Работа опубликована в Nature Communications.

Ученые продемонстрировали, что бумага из нанофибрилл целлюлозы (CNF), по своим свойствам, таким как прозрачность и повышенная прочность, больше напоминающая пленку, может использоваться в качестве субстрата для производства микроэлектроники. Исследователям удалось преодолеть два принципиальных ограничения этого материала: шероховатую поверхность и гигроскопичность. Обе проблемы были решены с помощью покрытия пленки эпоксидной смолой.

В качестве экспериментального образца, инженеры сделали на бумажной подложке приемопередатчик СВЧ-диапазона. В нем содержалось около  1 500 транзисторов из арсенида галлия на площади размером 5 на 6 миллиметров. Функциональность чипа была такой же, как и у существующих фабричных микросхем такого же размера.

По словам исследователей, разработанная ими технология позволит не только использовать полностью биоразлагаемую, дружественную экологии подложку, но и существенно сократить использование токсичного арсенида галлия для производства микросхем.

Обычную волокнистую целлюлозу получают посредством варки древесной щепы, а вот целлюлозные нанофибриллы – волокна  целлюлозы с неравным соотношением сторон (ширина такого волокна - 5-20 нм, а длина варьируется от 10 нм до нескольких микрон) – получают из того же сырья посредством гомогенизации под высоким давлением. Это довольно дорогостоящий процесс, что тормозит развитие применения наноцеллюлозы в производстве электроники, так как существующие способы фабричного создания чипов гораздо дешевле. Однако в последнее время появились предложения по удешевлению производства нанофибрилл целлюлозы, что, потенциально, может привести к сдвигу лидеров индустрии к экологической электронике.