Die Optimierung polymerer Halbleiter

Im Rahmen des PLASTRONIX-Projektes wurden eine industrielle Prozesstechnologie für flexible und preiswerte polymere Integrierte Schaltkreise (Integrated Circuits – IC) und ein viel versprechender Prototyp zur Produktion großer Auflagen von Anwendungen auf dem Identifikationsmarkt entwickelt.

Die Polymer-Elektronik ist zu einem sich rasch entwickelnden Gebiet mit zahlreichen bahnbrechenden Entwicklungen geworden. Aufgrund ihrer Vorteile ist zu erwarten, dass sich polymere Schaltsysteme zukünftig zu einem äußerst bedeutenden Industriesektor entwickeln. So stellten sich platische ICs als nur in geringem Umfang energie- und ressourcenverbrauchend und darüber hinaus als leicht verfügbar heraus.

Im Rahmen dieses Projektes konzentrierte man sich auf die Entwicklung preisgünstiger ganzpolymerer ICs für Low-End-Identifikationsanwendungen in großen Auflagen. Im Einzelnen heißt das, die Forscher entwickelten einen neuen Herstellungsprozess für polymere Halbleiter, der zu einem höheren Ertrag und zu Nebenprodukten geringerer Toxizität als bei den meisten konventionell genutzten Prozessen führte. Darüber hinaus wurde das Wessling-Monomer synthetisch hergestellt, das leicht zu reproduzieren war und sich als extrem stabil für Lagerung und Versandt herausstellte.

Ein Routineverfahren zur Wessling-Polymerisation gewährleistet die Vorbereitung ausreichend großer Mengen eines Vorläufer-Polymers, das aus einem Schub für die kontinuierliche Wochenproduktion im Rahmen einer Pilotanlage hervorgeht. Das Verfahren verfügt über das Potenzial für eine Herstellung in größerem Umfang, vorausgesetzt, die Probleme verbunden mit der physikalischen Form des Polymers, das sich für die Gefäße und die Filtrationsanlagen gemäß dem Industriestandard eignet, werden gelöst.

Auf der Grundlage eines kompletten Polymer-Ansatzes wurde ein Test-Chip entworfen und innerhalb des Produktionsprozesses für 150mm-Wafer bearbeitet. Dies wurde zur Realisierung eines ganzpolymeren 15-Bit-Codeerzeugers genutzt, der bei 50kHz mit einer Bitrate von 0.1kBit/s arbeitet. Die Technologie wurde durch einen WebLink-Prototypen demonstriert, einem IC für den Zugang auf eine Website über eine in den Schaltkreis eingeschlossene eindeutige Codenummer. Dieses Lesegerät könnte in alltägliche Verbrauchergeräte integriert werden wie beispielsweise in eine TV-Fernbedienung, ein GSM-Telefon oder eine Computer-Maus.

WebLink ist eine Anwendung, die sich zur weiteren Nutzung durch den großen Identifikationsmarkt eignet. Potenzielle Identifikationssysteme decken zahlreiche industrielle Anwendungen wie Logistik, Tieridentifikation und Zugangskontrolle ab. Andere Anwendungen umfassen Chipkennzeichnungen wie Chipkarten im Rahmen der Krankenversicherung, des Einzelhandels, der Luftfracht und der Paketdienste.