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Pour être plus précis, il est Circuits (Thin Film Transistor) TFTCs qui n'emploient pas arséniure cristallin traditionnel ou silicium amorphe, le germanium ou le gallium et qui peuvent donc être déposées à des vitesses élevées sur des substrats flexibles à faible coût.

Circuits de transistors souples utilisant de nouveaux composés

Traditionnellement, les semi-conducteurs sont fabriqués de manière aussi cristalline que possible pour optimiser leurs performances. Les nouveaux transistors utilisent diversement des couches minces de composés organiques ou inorganiques comme semi-conducteurs et diélectriques de grille, permettant ainsi des circuits de transistors souples.

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Un semi-conducteur inorganique imprimable préféré par Toppan Printing et l'Institut de technologie de Tokyo est une combinaison amorphe d'InGaZnO, par exemple, et il peut être polymérisé à basse température. Les électrodes dans les nouveaux transistors sont parfois en métal mais parfois en composés organiques conducteurs.

Similitudes avec les anciens types de transistors

Il existe des similitudes avec l'ancienne puce de silicium et la matrice de transistors en silicium amorphe à l'arrière d'un écran LCD. Les nouveaux transistors sont des transistors à effet de champ (FET). La plupart utilisent la géométrie vieille de quarante ans où le courant contrôlé passe horizontalement, mais certains (par exemple, ORFID Inc. aux États-Unis) utilisent la géométrie verticale pour réduire la taille des caractéristiques, augmenter la fréquence et la capacité de charge et / ou réduire les coûts.

Presque tous les marchés potentiels pour ces nouveaux transistors concernent des réseaux composés d'un grand nombre de transistors et non de transistors individuels. Il est préférable de placer les types p et n dos-à-dos dans une configuration à semi-conducteurs en oxyde de métal complémentaire (CMOS), tout comme l'ancienne technologie, par exemple, pour économiser de l'énergie.

Bien que des versions à très haute puissance pour utilisation électrique soient également envisagées, elles ne constituent pas le plus grand marché potentiel. Certains de ces circuits de centaines à des millions de transistors impliqueront d’autres dispositifs tels que des capteurs, des diodes et des fusibles déposés en même temps. Tout cela ressemble beaucoup aux anciennes technologies. Mais là les similitudes s'arrêtent.

capacités remarquables

Les nouveaux transistors peuvent être déposés sur des substrats souples à faible coût tels que des films PET et PEN, des feuilles d'aluminium ou d'acier inoxydable. Pour l'instant, ils sont beaucoup plus volumineux que les transistors au silicium actuels, mais ils peuvent représenter un centième du coût, ils sont plus minces et plus légers. Chacun peut être fait différemment si nécessaire. En d'autres termes, la programmation câblée pour une taille de lot de un est viable. Les petites séries et les réaménagements coûtent encore très peu cher, contrairement à la situation des transistors traditionnels. Certains sont totalement transparents.

Par exemple, le promoteur britannique 3T Technologies s’appelle «société d’électronique transparente». Certains sont beaucoup plus stables que le silicium amorphe, et travaillent même des années sans protection contre les éléments. Certains seront étirables et même biodégradables et fabriqués sur papier grâce à Abo Akademi et l'Université d'Helsinki en Finlande, ACREO et l'Université Linkoping en Suède, entre autres.

Ces nouveaux transistors qui sont imprimés, tels que ceux Hewlett Packard en utilisant des transistors à base d'oxyde de zinc dans des imprimantes à jet d'encre thermique, peuvent être réalisés à très grande vitesse, de bobine à bobine sur de grandes surfaces.
Cette zone est nécessaire pour piloter les pixels d’énormes panneaux d’affichage et de signalisation, par exemple. À l'heure actuelle, la plupart des nouveaux transistors sont limités à des fréquences proches de plusieurs dizaines de mégahertz, mais cela englobe toujours la fréquence la plus populaire pour la RFID, qui permet d'envisager des ventes de billions de dollars plutôt que la limite de dizaines de milliards par an imposée par le coût de l'installation. puce de silicium dans l'étiquette RFID d'aujourd'hui.

Plus la mobilité du support de charge dans le semi-conducteur est élevée, plus la fréquence du transistor est élevée, toutes choses étant égales par ailleurs. L’amélioration des semi-conducteurs imprimables et en couches minces est donc un domaine de recherche en plein essor. Quelques exemples en sont donnés ci-après, même si la situation évolue rapidement.

Cependant, Plastic E Print au Royaume-Uni a une version réalisée en une seule couche pouvant atteindre la fréquence térahertz. Certains transistors imprimés sont tolérants aux pannes et présentent donc un intérêt particulier pour la NASA et le monde de la santé. Eastman Kodak aux États-Unis a récemment breveté la RFID imprimée comestible.

Énormes nouveaux marchés

Les nouveaux transistors sont la clé de nouveaux marchés énormes que la puce de silicium ne pourra jamais atteindre. Ils transformeront la médecine, par exemple, en rendant viables des timbres cutanés sophistiqués pour le diagnostic et la délivrance de médicaments, ainsi qu’une multitude de testeurs jetables de fluides corporels. Ils vont annoncer le paquet intelligent pour le marchandisage, avec des images en couleur en mouvement, le son et le stockage de livres, vidéos, etc. comme incitations. Ils conduiront à une distribution plus sûre des médicaments, enregistrant ce qui a été pris lorsque, incitant et beaucoup, beaucoup plus.

Le segment le plus important de l’ensemble du secteur de l’électronique imprimée (écrans, capteurs, systèmes photovoltaïques, etc.) sera celui des transistors imprimés et de la mémoire. Ils piloteront des éclairages, des présentoirs, des panneaux de signalisation, des produits électroniques, des produits médicaux jetables, des emballages intelligents, des étiquettes intelligentes et bien plus encore.