В Fujitsu Labs нашли способ увеличить мобильность электронов в стекле
Исследователи лаборатории Fujitsu Laboratories предложили новый способ изготовления тонкопленочных транзисторов (TFT), благодаря которому персональные органайзеры (PDA — personal digital assistant) можно будет размещать непосредственно внутри стеклянного листа. Массовое производство таких карманных устройств планируется наладить к 2003 году.
История полупроводниковой индустрии уже знает примеры выпуска интегральных схем на стеклянной подложке, однако существовавшие до сих пор технологии позволяли организовать производство лишь самых простых устройств. Дело в том, что скорость перемещения электронов (так называемая «мобильность») в стекле относительно невелика.
Свойства современных поликремниевых материалов позволяют поместить управляющие микросхемы в тот же самый кусок стекла, что и жидкокристаллическую панель, которыми они управляют. Однако в больших интегральных схемах и микропроцессорах скорость движения электронов должна быть гораздо выше, поэтому для изготовления подобных элементов требуется либо стекло, обеспечивающее более высокую мобильность электронов, либо какие-то дополнительные компоненты на базе кремния. Они упаковываются в пластик, размещаются на плате и соединяются кабелем со стеклянной панелью.
Ранее науке уже был известен один из способов повышения проводимости стекла; для этого требовалось увеличить его зернистость. Однако для подобной кристаллизации требовалось довести температуру до 550?C, а на этой отметке стекло начинало плавиться и разрушаться. Новый производственный процесс, предложенный инженерами Fujitsu, предусматривает получение того же результата при температуре, не превышающей 450?.
«Предстоит преодолеть еще немало трудностей, прежде чем мы получим готовый коммерческий продукт, но основная сложность заключалась именно в том, чтобы обеспечить нужную мобильность электронов, и нам удалось с ней успешно справиться», — заметил инженер Fujitsu Laboratories Нобуо Сасаки.
Сасаки научился производить в лабораторных условиях поликремниевую жидкокристаллическую TFT-панель, размещаемую на квадратной стеклянной подложке со стороной 30 см. И это не предел. Новая технология позволяет легко создавать подложки со стороной 1 м. Такая подложка обычно используется для изготовления сразу нескольких жидкокристаллических экранов. После завершения основного производственного процесса она разрезается на части.
«В настоящий момент мы можем интегрировать на стекле только относительно простые элементы, — сообщил Сасаки. — Конечная же цель состоит в том, чтобы размещать на стеклянной основе основные компоненты компьютера — процессор и оперативную память. К 2003 году мы планируем решить эту задачу».
Монтаж базовых компонентов непосредственно в стекле позволит существенно снизить себестоимость продукции.
«Изготовление экрана и интегральных схем будет выполняться в рамках одного производственного цикла, — пояснил Сасаки. — Одновременное выполнение сразу нескольких функций приведет к тому, что системы станут гораздо дешевле. Наша задача заключается в том, чтобы более чем наполовину сократить расходы».
Размеры PDA, изготовленных по новой технологии, как предполагается, окажутся вполне сопоставимыми с размерами их сегодняшних экранов. По словам Сасаки, его коллеги в настоящее время работают над размещением основных компонентов вычислительных систем на боковых сторонах дисплея; они не должны выступать за края дисплея более чем на 2-3 мм.
Если проект Сасаки и других исследователей из Fujitsu Laboratories завершится успешно, новые PDA по своему внешнему виду будут мало чем отличаться от небольшой стеклянной панели.