Un gruppo di ricerca guidato dal professor Keon Jae Lee del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) e dal Dr. Jae-Hyun Kim del Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) ha sviluppato congiuntamente una tecnologia di lavorazione continua del rotolo che trasferisce e confeziona circuiti integrati flessibili su larga scala (LSI), l'elemento chiave nella costruzione del cervello del computer come CPU, su plastica per realizzare elettronica flessibile.

Il professor Lee ha precedentemente dimostrato gli LSI flessibili a base di silicio utilizzando il processo 0,18 CMOS (semiconduttore di ossido di metallo complementare) nel 2013 ( ACS Nano , "Circuiti integrati a radiofrequenza flessibili a base di silicio in vivo monoliticamente incapsulati con polimeri a cristalli liquidi biocompatibili") e ha presentato il lavoro in una conferenza su invito del 2015 International Electron Device Meeting (IEDM), il più importante forum mondiale sui semiconduttori.

Il roll-processing altamente produttivo è considerato una tecnologia fondamentale per accelerare la commercializzazione di computer indossabili utilizzando l'LSI flessibile. Però, rendersi conto che è stata una sfida difficile non solo dal punto di vista della produzione in rotolo, ma anche per la creazione di imballaggi in rotolo per l'interconnessione di LSI flessibili con display flessibili, batterie, e altri dispositivi periferici.

Per superare queste sfide, il team di ricerca ha iniziato a fabbricare memorie flash NAND su un wafer di silicio utilizzando processi a semiconduttore convenzionali, e quindi rimosso un wafer sacrificale lasciando uno strato di circuito spesso centinaia di nanometri. Prossimo, hanno simultaneamente trasferito e interconnesso il dispositivo ultrasottile su un substrato flessibile attraverso la tecnologia di confezionamento in rotolo continuo utilizzando film conduttivo anisotropico (ACF). La memoria NAND flessibile finale a base di silicio ha dimostrato con successo operazioni di memoria e interconnessioni stabili anche in condizioni di flessione gravi. Questa tecnologia LSI flessibile basata su roll può essere potenzialmente utilizzata per produrre processori applicativi flessibili (AP), ricordi ad alta densità, e dispositivi di comunicazione ad alta velocità per la produzione di massa.

Il professor Lee ha detto, "Il processo in bobina altamente produttivo è stato applicato con successo agli LSI flessibili per trasferirli e interconnetterli continuamente sulla plastica. Ad esempio, abbiamo confermato il funzionamento affidabile della nostra memoria NAND flessibile a livello di circuito programmando e leggendo lettere in codici ASCII. I nostri risultati potrebbero aprire nuove opportunità per integrare LSI flessibili a base di silicio su plastica con l'imballaggio ACF per la produzione in rotolo".

Il dottor Kim ha aggiunto, "Abbiamo utilizzato l'imballaggio ACF roll-to-plate, che ha mostrato un'eccezionale capacità di incollaggio per il trasferimento continuo basato su rulli e un'eccellente flessibilità di interconnessione dei dispositivi core e periferici. Questo può essere un processo chiave per la nuova era dei computer flessibili che combinano i display flessibili e le batterie già sviluppati".

I risultati della squadra saranno pubblicati sulla copertina di Materiale avanzato (31 agosto, 2016) in un articolo intitolato "Trasferimento simultaneo del rotolo e interconnessione della memoria flash NAND di silicio". (DOI:10.1002/adma.201602339)