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Microélectronique organique

Contact : A.P. ALLONCLE

L’utilisation de matériaux organiques pour la réalisation de composants microélectroniques en films minces a connu ces dernières années un intérêt considérable en raison des possibilités remarquables d’applications de ces dispositifs en électronique plastique où la mise en oeuvre de procédés à bas coût, permettant des dépôts de grande surface, sur des supports flexibles, est impérative. Le laboratoire LP3 mène des recherches sur le développement de procédés laser pour cette thématique. Deux types d’applications ont été développés dans le cadre du projet Micropoly (Europe FSE), en collaboration avec trois laboratoires (IM2NP, CINaM, CMP-GC) et cinq industriels régionaux. La première est la gravure sélective par laser de couches minces. Cette étude a débouché sur la mise en place d’un système de gravure laser sur la plate-forme Micropacks du centre de microélectronique de Provence. La seconde application est le dépôt laser en phase solide de matériaux organiques ou inorganiques en film mince. Ce procédé, dénommé LIFT (Laser-Induced Forward Transfer) permet de déposer localement et avec une grande résolution spatiale des pixels à partir d’un substrat sur lequel le matériau a été préalablement déposé en film mince. Il a fait l’objet d’études portant sur les mécanismes d’éjection et sur son optimisation. Cette technologie s’avère particulièrement attrayante pour exploiter le potentiel de composés insolubles qui ne peuvent pas être déposés par les procédés plus conventionnels tels que le jet d’encre. Le procédé LIFT a été plus particulièrement étudié lors du projet ANR e-PLAST mené en collaboration avec l’équipe de chimie organique du CINaM. Ces travaux ont permis d’imprimer le premier transistor organique en film mince (OTFT) par un procédé simple, à l’air et en phase solide.

Les applications des lasers dans le domaine de la microélectronique organique sont extrêmement prometteuses et innovantes. Le potentiel du procédé LIFT est notamment au coeur de plusieurs projets sur les trois prochaines années. Le projet collaboratif européen FP7, e-LIFT, ‘Laser printing of organic/inorganic material for the fabrication of electronic devices’ a démarré au 1er janvier 2010 pour trois ans. Il regroupe 15 partenaires, dont cinq industriels et sera coordonné par le laboratoire LP3. Le projet 3D-SiP, coordonné par le pôle de compétitivité SCS sur la microélectronique se déroulera sur la même période. Il a pour objectif de développer les procédés laser (gravure, perçage, dépôt) pour répondre aux défis technologiques se posant pour l’intégration en trois dimensions de composants silicium dans une structure polymère. Enfin, deux autres projets sont en cours d’évaluation : I2FLEX, un projet DGE-FUI coordonné par la société GEMALTO pour l’intégration de composés imprimés sur supports souples ; et ILTO, un projet ANR-Blanc qui fait suite au projet e-PLAST sur l’impression laser de transistors organiques en films minces, en collaboration avec le CINaM et le LPCML.