Smartkem, Inc. gab bekannt, dass das Unternehmen eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung mit Shanghai Tianma Microelectronics Co. Ltd. bekannt, um Smartkems Technologie der organischen Dünnschichttransistoren (OTFT) mit den Oxidtransistoren von Tianma zu integrieren, um OTFT-basierte Mikroarray-Biochips zu entwickeln. Geräte, die mit der Kombination komplementärer Transistorpolaritäten (CMOS) hergestellt werden, werden sowohl analoge als auch digitale Logikgatter enthalten, die zur Verstärkung und Verarbeitung der von TFT-basierten Sensorgeräten erzeugten Signale verwendet werden.

Während CMOS-Bauteile mit Oxid und OTFT bereits in der Vergangenheit getestet wurden und vielversprechende Ergebnisse in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden, ist dies das erste Mal, dass die OTFTs von Smartkem mit Oxidtransistoren in einem kommerziellen Umfeld kombiniert werden. Die hohe Ladungsbeweglichkeit der organischen Transistoren von Smartkem bei kurzen Transistorkanallängen, die für ihre Fähigkeit steht, Strom zu treiben, soll die Leistung der bisherigen Testergebnisse der OTFT/Oxid-Kombination übertreffen. Wenn dies gelingt, wird die Integration von OTFT auf Oxid nach Ansicht des Unternehmens die Möglichkeit eröffnen, großflächige, rauscharme und stromsparende Logikbausteine für eine Reihe von Sensor- und Internet-of-Things (IOT)-Anwendungen zu entwickeln, die nicht den Hochfrequenzbetrieb von CMOS-Siliziumbausteinen erfordern.

Oxidtransistoren sind bereits auf Gen 8.5-Substraten (2,25m x 2,5m) skalierbar und Smartkems lösungsprozessierbare OTFT sind mit Prozesslinien für amorphes Silizium (a-Si) kompatibel. a-Si-Prozesse laufen derzeit auf Gen 10.5-Substraten, die 2,94m x 3,37m groß sind. Die Gesamtproduktionskosten der Logikbausteine, die mit organischem CMOS hergestellt werden, dürften aufgrund der niedrigen Kosten pro Fläche, die für die TFT-Fertigung verwendet werden, wesentlich niedriger sein als bei Silizium derselben Größe.

Dies ist auf den Größenunterschied zwischen den Substraten zurückzuführen, wobei das größte Gen10.5-Substrat eine 135-mal größere Fläche hat als ein 12-Zoll-Wafer. Das Projekt beinhaltet eine Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Xiaojun Guo an der Shanghai Jiao Tong University (SJTU), die für die Architektur der Geräte, die Prozess-zu-Design-Methoden und die Sensorintegration verantwortlich sein wird. SmartKem und die SJTU haben vor kurzem einen gemeinsamen Artikel in Nature Communications über ihre Arbeit zur Integration von OTFT mit III-V-Halbleiter-Mikro-LED-Wafern für Displays mit hoher Helligkeit veröffentlicht.