Разработан метод утилизации кремниевых микросхем

Группа ученых из Саудовской Аравии придумала простой и экономически эффективный способ преобразования традиционных жестких электронных компонент из кремния (к примеру, из устаревших электронных устройств) в механически-гибкие и прозрачные образцы. Эта технология позволит открыть много новых приложений в области потребительской электроники, кроме того, решит проблему переработки старых электронных устройств.

90% современной электроники, к примеру, компьютеры и мобильные телефоны, состоят из миллиардов высокопроизводительных устройств со сверхнизким энергопотреблением, интегрированных на крошечные пластины из твердого и хрупкого объемного монокристаллического кремния.

В своей последней работе группа ученых из Integrated Nanotechnology Lab в King Abdullah University of Science and Technology (KAUST, Саудовская Аравия) предложила новый универсальный и недорогой регенеративный процесс, позволяющий превратить эти устройства в тонкие механически-гибкие и оптически прозрачные фрагменты так называемого кремниевого «полотна».

Процесс включает в себя несколько микропроизводственных шагов, которые, грубо говоря, позволяют ученым «отшелушить» тонкий верхний слой жесткой кремниевой пластины (на которой в самом начале были сформированы отдельные компоненты). Последующая полировка подготавливает остаток объемного фрагмента кремния таким образом, чтобы получить больше гибких пластин, что сводит к минимуму объем отходов.

По словам ученых, сейчас они исследуют некоторые стандартные CMOS-совместимые процессы, пытаясь построить различные устройства на основе создаваемых в результате переработки устаревших устройств гибких пластин. В частности, рассматриваются варианты создания элементов памяти, логических элементов, термоэлектрических генераторов и литий-ионных батарей микроскопического размера. После формирования подобных устройств на поверхности отшелушенных гибких пластин, ученые выявляют неиспользуемые площади на пластинах и на этих местах создают в них зазоры (поря) за счет применения методики реактивного ионного травления. Далее на границах зазоров создается изолирующий слой. И на последнем шаге верхняя часть пластины (толщиной порядка 10 мкм) высвобождается от остальной подложки за счет использования реакции на основе дифторида ксенона. В результате получается гибкая схема на основе кремния.

По словам команды исследователей, в данный момент они заняты дальнейшим развитием своей идеи, в частности, разработкой CMOS-схем, запоминающих устройств и систем связи на основе гибких пластин. Кроме того, в перспективе они планируют обратиться к изготовлению высокопроизводительных микропроцессоров, биомедицинских устройств и других полезных приспособлений. В частности, они хотели бы помочь развитию так называемой «умной одежды» за счет использования своих гибких пленок.

Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале ACS Nano.