Smartkem, Inc. ha anunciado que ha firmado un acuerdo de desarrollo conjunto con Shanghai Tianma Microelectronics Co. Ltd. para integrar la tecnología de transistores orgánicos de película fina (OTFT) de Smartkem con los transistores de óxido de Tianma para desarrollar biochips de microarrays basados en OTFT. Los dispositivos fabricados con la combinación de polaridades de transistores complementarios (CMOS) incluirán puertas lógicas, tanto analógicas como digitales, que se utilizarán para amplificar y procesar las señales generadas por los dispositivos sensores basados en OTFT.

Aunque los dispositivos CMOS que utilizan óxido y OTFT ya se han probado antes con resultados prometedores publicados en revistas científicas, ésta será la primera vez que los OTFT de Smartkem se combinen con transistores de óxido en un entorno comercial. Se pretende que los transistores orgánicos de alta movilidad de carga de Smartkem a longitudes de canal de transistor cortas, lo que representa su capacidad para conducir corriente, superen el rendimiento de los resultados de pruebas anteriores de la combinación OTFT/óxido. Si tiene éxito, la empresa cree que la integración de OTFT sobre óxido abrirá la posibilidad de dispositivos lógicos de gran superficie, alto margen de ruido y bajo consumo para una serie de aplicaciones de sensores e internet de las cosas (IOT) que no requieren el funcionamiento a alta frecuencia de los dispositivos de silicio CMOS.

Los transistores de óxido ya se escalan a sustratos Gen 8.5 (2,25m x 2,5m) y la solución OTFT procesable de Smartkem es compatible con las líneas de proceso de silicio amorfo (a-Si). Los procesos a-Si se ejecutan actualmente en sustratos Gen 10.5 que tienen un tamaño de 2,94m x 3,37m. Se prevé que el coste global de producción de los dispositivos lógicos que utilicen CMOS de óxido orgánico sea sustancialmente inferior al del silicio del mismo tamaño, debido a los procesos de bajo coste por área utilizados para la fabricación de TFT.

Esto se debe a la diferencia de tamaño del sustrato, siendo el mayor sustrato Gen10.5 135X mayor en área que una oblea de 12". El proyecto implica la colaboración con el grupo del profesor Xiaojun Guo de la Universidad Jiao Tong de Shanghái (SJTU), que se encargará de la arquitectura de los dispositivos, las metodologías de proceso a diseño y la integración de los sensores. SmartKem y SJTU publicaron recientemente un artículo conjunto en Nature Communications sobre su trabajo para integrar OTFT con obleas de micro-LED semiconductores III-V para pantallas de alto brillo.