Revolución tecnológica: ingenieros de Hong Kong crean los primeros chips MicroLED con luz ultravioleta profunda

Las máquinas de litografía son vitales para la producción de chips semiconductores. Utilizan luz ultravioleta para crear patrones diminutos en una capa delgada llamada fotorresistente, que forma la estructura básica de los circuitos integrados.

Tradicionalmente, las máquinas de litografía utilizan lámparas de mercurio o fuentes de luz LED UV profundas convencionales. Sin embargo, estos métodos presentan varios desafíos, incluidas las grandes dimensiones del dispositivo, la baja eficiencia luminosa, el alto consumo de energía y la potencia insuficiente para un trabajo preciso.

La solución fue encontrada por un equipo de investigación de Hong Kong

Para resolver estos problemas, el equipo de investigación, dirigido por el profesor Kwok Hoi-Sing, diseñó un nuevo tipo de matriz de pantalla microLED UV profunda. Su invento permite la “fotolitografía sin máscara”, un proceso de vanguardia que no requiere costosas máscaras litográficas.

En cambio, los patrones de circuitos se pueden diseñar directamente utilizando microLED. Este avance permite que la capa fotorresistente quede expuesta a la luz ultravioleta más rápidamente, lo que reduce significativamente el tiempo y el costo de fabricación.

El equipo construyó un prototipo de máquina de litografía utilizando estos chips para pantallas microLED con luz ultravioleta profunda.

Estos chips mejoran aspectos críticos del proceso de fabricación, como:

• Eficiencia luminosa: los MicroLED proporcionan alta potencia y eficiencia, reduciendo el consumo de energía.


• Precisión: los chips pueden producir patrones de alta resolución, lo que permite diseños de circuitos complejos.


• Gestión del calor: el nuevo diseño gestiona mejor el calor, lo que hace que el proceso sea más estable.


• Flexibilidad: la litografía sin máscara permite a los fabricantes ajustar rápidamente los diseños sin necesidad de máscaras nuevas, lo que hace que el proceso sea más personalizable y rentable.

Líder en nueva tecnología en la industria de semiconductores

El profesor Kwok compartió que el equipo ha logrado hitos importantes, incluida la creación de dispositivos más pequeños con menores requisitos de energía, mayor eficiencia luminosa y mejor resolución. Estos avances posicionan su tecnología como líder en la industria global de semiconductores.

El Dr. Feng Feng, investigador postdoctoral del proyecto, señaló que estos chips microLED de luz ultravioleta profunda superan a otras tecnologías similares en todas las medidas clave, como el tamaño del dispositivo, la densidad de potencia óptica y el rendimiento general. Su trabajo representa un importante paso adelante en la fabricación de semiconductores.

Este logro fue nombrado uno de los 10 principales avances en la tecnología de semiconductores de tercera generación de China en el 10.º Foro Internacional de Semiconductores de Banda Ancha en 2024.

En el futuro, los investigadores planean seguir mejorando su tecnología. Su objetivo es mejorar el rendimiento de los microLED de AlGaN con luz ultravioleta profunda y crear pantallas de mayor resolución, de 2k a 8k. Estos avances podrían conducir a procesos de fabricación de semiconductores aún más precisos y eficientes.

Esta invención marca un importante paso adelante en la industria de los semiconductores, ya que podría hacer que la electrónica avanzada sea más barata y más fácil de producir, al tiempo que allana el camino para futuras innovaciones.

Referencia de la noticia:

Feng, F., Liu, Y., Zhang, K. et al. High-power AlGaN deep-ultraviolet micro-light-emitting diode displays for maskless photolithography. Nature Photonics (2024).