Microprocessor met metaaloxide- en organische TFT’s

Holst Centre, Imec en hun partner Evonik hebben een 8-bit microprocessor gemaaqkt met complementaire dunnefilm-transistoren (TFT’s) in een proces dat werkt bij temperaturen die ook gescjkt zijn voor substraten van plasticfolie (235 °C). De nieuwe hybride technologie combineert twee typen halfgeleiders: metaal-oxide voor n-type TFT’s (iXsenic, Evonik) en organische moleculen voor de p-type TFT’s, in een CMOS microprocessorcircuit, dat werkt op de voor TFT-technologie ongeëvenaarde snelheid : met een klokfrequentie van 2,1 kHz.

Lage-temperatuur dunnefilm-elektronica is gebaseerd op organische en metaaloxide-halfgeleiders. Die kunnen goedkoop en op grote oppervlakken worden geproduceerd op plastic folies. Dunnefilm elektronica is daarom een aantrekkelijk alternatief voor silicium als het gaat om eenvoudige IC-applicaties zoals RFID- en NFC-tags en sensoren voor intelligente voedselverpakking. Ook wordt de technologie gebruikt in elektronicatoepassingen met een groot oppervlak, zoals flexibele displays, sensor arrays en oled’s.

De nieuwe 8-bit microprocessor werkt op een klokfrequentie van 2,1 kHz. Hij bestaat uit twee afzondelijke chips: een processor-core en een instructiegenerator (P2ROM). Voor de procesor is de hybride organische/oxide-technologie gebruikt. De n-type transistoren zijn metaaloxide TFT’s met een hoge ladingdragersmobiliteit (2 cm2/Vs). De p-type transistoren zijn organische TFT’s met een  mobiliteit tot 1 cm2/Vs. Dankzij de complementaire logica is een complexere en completere standaardcelbibliotheek mogelijk, inclusief additionele buffering in de core en de implementatie van een ‘mirror adder’ in het kritische pad. De P2ROM is een eenmalige programeerbare ROM die is geconfigureerd door inkjet-printing met een geleidende zilverinkt. De chip bevat een hybride complementair deel en een unipolair n-TFT dee em kan werken op frequenties tot 650 Hz, bij een werkspanning van Vdd = 10 V.

www.holstcentre.com

www.imec.be