TECNOLOGIE DI FOTOLITOGRAFIA

La maggior parte delle tecnologie di produzione di dispositivi e circuiti a semiconduttore, si basano su metodi sottrattivi di strutturazione micrometrica o submicrometrica di materiali, che assumono una rilevanza cruciale anche nei contesti di ricerca che richiedono la dimostrazione di soluzioni integrate.

A supporto delle attività di ricerca sperimentale in corso di svolgimento presso i nostri laboratori del Centro Ricerche di Portici (NA), è attivo un insieme di sistemi dedicati ai processi di fotolitografia per la Microelettronica.

Le tecnologie attualmente impiegate consentono la riproduzione di strutture con risoluzione micrometrica a partire da disegni sviluppati su software CAD, per la realizzazione di dispositivi elettronici  anche su substrato flessibile.

In dettaglio, le attività si estendono dalla realizzazione di maschere fotolitografiche in cromo su quarzo attraverso un pattern-generator “Heidelberg Instruments DWL 66fs”  in grado di realizzare dimensioni minime delle strutture di 4μm e 0.8μm.

Le maschere così realizzate, sono poi impiegate nei sistemi di esposizione e allineamento tradizionali (SUSS MA6) e sul più recente sistema EVG620NT/150/TN, in grado anche di effettuare strutturazioni attraverso NIL (Nano-Imprinting Lithography) con precisione nell’allineamento compresa tra 0.5 e 1.5μm, capacità di accoppiamento del substrato sia tramite contatto che prossimità e dimensione massima del sunbstrato 150mm.

Infine sono presenti apparecchiature  per la deposizione e lo sviluppo di fotoresist nonché l’attacco chimico dei materiali oggetto della strutturazione.

Applicazioni:

• realizzazione di dispositivi elettronici singoli o in forma di matrice (thin-film transistors, OLED, fotodiodi, dispositivi passivi, ecc.)
• realizzazione di sistemi integrati (circuiti a semiconduttore, matrici di pilotaggio, sistemi RFID ecc.)
• strutturazione di superfici elettricamente o otticamente attive.

TECNOLOGIE DI STAMPA

Le tecniche utilizzate sono prevalentemente quelle a rullo, quali stampa rotocalco (gravure printing), flessografia (flexo printing), serigrafia (screen printing).

Il laboratorio dispone sia di apparecchiature dedicate a singole tecniche di stampa sia di un sistema roll-to-roll dotato di più stazioni di stampa (gravure, slot-die, doctor blade, rotary screen printing) e di stazioni di pre e post trattamento (pulitura, asciugatura IR e ad aria, laminatura).

L’attrazione  per le tecniche di stampa, deriva  dalla  possibilità  di  poter realizzare dispositivi elettronici, anche di grandi dimensioni, su film flessibili sottili, in modo molto più semplice e a basso costo rispetto all’elettronica convenzionale.

Simile alla stampa tradizionale, l’elettronica stampata applica strati di inchiostri, con funzionalità elettroniche  e/o ottiche, l’uno sopra all’altro (deposizione  layer-by-layer) sul substrato, creando dispositivi attivi o passivi.

Applicazioni

• Realizzazione di dispositivi elettronici organici stampati su substrato flessibile quali celle fotovoltaiche (OPV) diodi elettroluminescenti (OLED), mediante l’utilizzo combinato di diverse tecniche di stampa e successiva laminazione
• Realizzazione di antenne per etichette RFID (Radio Frequency IDentification) per consentire la tracciabilità dei prodotti lungo la catena di distribuzione, tramite un inchiostro conduttivo ad elevate prestazioni (per esempio argento)
• Realizzazione di sensori stampati su substrati flessibili per i settori: edilizia, indumenti protettivi, divise militari, imballaggio per rilevare sostanze o condizioni ambientali specifiche

Insieme ai metodi di stampa sopra menzionati, disponiamo anche di tecnologie di tipo digitale, quali la stampa a getto di inchiostro (inkjet printing - IJP).
Attraverso l’impiego di questa tecnologia è possibile depositare i materiali funzionali in fase liquida in maniera selettiva, evitando l’impiego di maschere e riducendo passi di processo, quali la fotolitografia convenzionale. In generale, permette di realizzare film sottili impiegando soluzioni e/o dispersioni di bassa viscosità, su substrati flessibili e non.

Applicazioni

In maniera complementare rispetto alle altre tecniche di stampa, la stampa a getto di inchiostro copre un’ampia area di applicazioni, operanti essenzialmente nei seguenti settori:

• elettronica (componenti passivi - resistori, capacitori, componenti attivi-transistor, sensori, circuiti elementari - inverter, ring oscillator)
• optoelettronica (oled, celle solari)
• ottica (micro-ottiche, microstrutturazioni)