摘要 增材制造电子产品 (AME),也称为印刷电子产品,对于预期的物联网 (IoT) 越来越重要。这需要制造技术,允许将各种纯功能材料和设备集成到不同的柔性和刚性表面上。然而,目前的基于墨水的技术存在复杂且昂贵的墨水配方、与墨水相关的污染(添加剂/溶剂)以及有限的印刷材料来源等问题。因此,打印无污染和多材料结构和设备具有挑战性。这里展示了一种利用纳米和微米级定向激光沉积的多材料增材纳米制造 (M-ANM) 技术,允许打印横向和垂直混合结构和设备。这种 M-ANM 技术涉及对放置在打印机头内的目标转盘上的固体目标进行脉冲激光烧蚀,以原位生成无污染的纳米颗粒,然后通过载气将其引导至喷嘴并到达基板表面,在那里它们被第二束激光实时烧结和打印。目标转盘按照预定的顺序将特定目标与烧蚀激光束接触,从而在单个过程中打印多种材料,包括金属、半导体和绝缘体。利用这种 M-ANM 技术,可以打印和表征各种多材料设备,例如银/氧化锌 (Ag/ZnO) 光电探测器和混合银/氧化铝 (Ag/Al 2 O 3 ) 电路。我们的 M-ANM 技术的质量和多功能性为新兴物联网提供了潜在的制造选择。关键词:印刷电子、多材料打印、增材纳米制造、干打印、柔性混合电子。介绍随着物联网 (IoT) 的出现,大多数物体和系统都有望变得智能,人们对开发新材料和先进制造技术产生了浓厚的兴趣,以便将各种功能(包括传感器、电池、显示器和电子设备)直接集成到不同的表面上 [1-6]。传统的电子制造方法,如光刻、聚焦离子束 (FIB) 和电子束光刻 (EBL),需要复杂且昂贵的洁净室设施或高真空设备,并且还涉及多个减材步骤。因此,人们对可以在大气条件下工作并在各种表面上打印的经济高效的增材制造/打印技术产生了广泛的兴趣。
关键词:高电子迁移率晶体管 (HEMT)、磷化铟 (InP)、高频、制造摘要自 DARPA 太赫兹电子项目结束以来,诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 一直致力于将工艺过渡到 100 毫米,并使先进的 InP HEMT 技术适用于高可靠性 A 类空间应用。NG 的 100 nm InP HEMT 节点目前处于制造就绪水平 (MRL) 9,而砷化铟复合通道 (IACC) 节点处于 MRL 3/4。为了提高 IACC 的 MRL,NG 一直致力于将工艺从材料生长转移到晶圆加工到 100 毫米生产线,并利用 100 nm InP HEMT 工艺的制造和认证专业知识。在整个工艺转移和成熟过程中,NG 克服了工艺重现性、产量和吞吐量方面的挑战,并进行了广泛的可靠性测试。引言在过去二十年中,在美国国防高级研究计划局、美国宇航局/喷气推进实验室和三军的资助下,诺斯罗普·格鲁曼公司 (NG) 通过积极缩小 InP HEMT 尺寸并使用超高迁移率砷化铟复合通道 (IACC) HEMT 结构,展示了高达太赫兹的高电子迁移率晶体管 (HEMT) [1,2] 和单片微波集成电路 (MMIC) [3-6],如表 1 所示。InP 和 IACC HEMT 的关键制造步骤是分子束外延 (MBE)、电子束光刻 (EBL) 栅极、基板通孔 (TSV) 以及缩放互连和钝化工艺。材料生长和制造工艺最初是在 NG 的 75 毫米生产线上开发的。NG 致力于技术成熟工作,以缩小制造差距,以提高 IACC 节点的 MRL [7]。工艺概述 InP 和 IACC HEMT 晶圆采用分子束外延法在半绝缘 InP 衬底上生长。IACC 外延剖面具有复合通道,该通道由夹在两个晶格匹配的 In x Ga 1-x As 层之间的 InAs 层组成 [2]。高电子迁移率 InAs 通道是高频低直流功率操作的关键推动因素。肖特基势垒层和重掺杂帽经过优化,可实现低