Способ создания электропроводящих серебряных пленок улучшили в УрФУ

Российские ученые с иностранными коллегами оптимизировали LIFT-печать — процесс производства серебряных электропроводящих пленок, которые используются в качестве соединительных элементов в микроэлектронике. Это позволило сделать такую печать точнее и эффективнее, а полученные этим методом пленки имеют высокую электропроводимость.

Результаты работы будут полезны для компаний, которые производят сенсоры, датчики и микропроцессоры, сообщили в пресс-службе Уральского федерального университета. 

«В рамках нашей работы была проведена оптимизация LIFT-печати — одного из самых распространенных методов получения электропроводящих элементов. Благодаря этому производство электропроводящих пленок стало доступнее, а производительность печати повысилась. Полученные в лабораторных условиях результаты показали, что серебряные пленки, созданные таким способом, имеют хороший коэффициент электропроводности — 83 кСм», — отметил ведущий научный сотрудник лаборатории передовых лазерных микро- и нанотехнологий в фотонике и биомедицине ИЕНиМ УрФУ Сергей Кудряшов.

Серебряные электропроводящие пленки — тонкие слои серебра, которые обладают хорошей электропроводимостью. В отличие от аналогов, этот вид пленок имеет высокую стабильность и устойчивость к внешним воздействиям, например, к коррозии и окислению. Это делает их особенно полезными в производстве микропроцессоров, датчиков и сенсоров.

LIFT-печать  —  самый распространенный способ производства таких пленок. Процесс делится на три этапа. Сперва идет подготовка донорской пленки (подложки) — на нее наносится нужный материал, например, металл или полупроводник. Затем, на втором этапе, при помощи лазерного импульса происходит перенос материала с поверхности подложки-донора на целевую поверхность — подложку-акцептор. На третьем этапе начинается процесс спекания, при котором материал фиксируется на подложке-акцепторе при помощи дополнительной тепловой обработки. Из полученного материала затем создается электропроводящая серебряная пленка.

«LIFT-печать обеспечивает низкое электрическое сопротивление и хорошую электропроводимость в печатной электронике. Однако это сложный и затратный процесс, который включает в себя три этапа. Мы обнаружили, что второй и третий этапы можно объединить в один. Это позволило сделать технологию более экономичной, при этом сохраняется высокий коэффициент электропроводимости полученных пленок», — объяснила старший научный сотрудник отдела оптоэлектроники и полупроводниковой техники НИИ физики и прикладной математики УрФУ Виктория Пряхина.

Чтобы провести анализ поверхности и структуры серебряных пленок, ученые использовали сканирующую электронную микроскопию, энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию, рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию. Эти методы помогли получить данные о структуре и химическом составе материалов и их электронных состояниях.

«Полученные серебряные нанослои имеют чисто элементный, нанокристалличский и металлический характер — это значит, что такие материалы могут использоваться в создании микроэлектроники. Надеемся, что в будущем, метод LIFT-печати позволит наладить более точное и эффективное производство серебряных электропроводящих пленок в большом масштабе», — прокомментировала результаты исследований Виктория Пряхина.

Работа прошла совместно с Физическим институтом имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН), Институтом кристаллографии РАН, Московским государственным университетом имени М. В. Ломоносова, а также Институтом физики Вьетнамской академии наук и технологий. Сотрудничество между УрФУ и ФИАН стало возможным благодаря программе «Приоритет-2030».

Подробную информацию о полученных результатах и LIFT-печати опубликовано в Photonics. Исследование выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Работы в УрФУ проводились на оборудовании УЦКП «Современные нанотехнологии».