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Le finalità ed obiettivi della facility:
- Sviluppo di tecnologie top-down, bottom-up e ibride per la produzione di sistemi nanostrutturati, integrati in nano e micro dispositivi quali: componenti optoelettronici (OFET, OLED, OLET), ricoprimenti funzionali (superfici intelligenti), sensori (ottici, termici, biologici), dispositivi per lo stoccaggio d’informazione (TAG, memristori).
- Sviluppo di sistemi optoelettronici integrati multifunzionali basati su sistemi organici ed ibridi per la nanofotonica flessibile con particolare interesse per i processi di confinamento, modulazione ed estrazione della luce.
- Ingegnerizzazione e fabbricazione di dispositivi fotovoltaici organici ed ibridi flessibili, a basso costo e portabili. In particolare, si opera per migliorare l’efficienza, aumentare la vita media e diminuire i costi di produzione mediante processi di fabbricazione a basso impatto ambientale.
La suddetta facility “Cleanroom Elettronica Ibrida e Flessibile” (80 m2 in totale) è suddivisa in due porzioni: (i) la porzione a classe ISO6 è dedicata alla preparativa del substrato mentre (ii) la porzione a classe ISO7 è dedicata alla fabbricazione di dispositivi optoelettronici organici ed ibridi mediante processi umidi e sublimazione termica.
La camera bianca di classe ISO6 (16 m2) è attrezzata con la strumentazione necessaria ad effettuare pulizia, funzionalizzazione e patterning di substrati che vengono implementati nella fabbricazione di dispositivi organici optoelettronici. La dotazione consiste in strumentazione per la deposizione mediante processi umidi, come ad esempio spin-coater, e doctor-blade, per realizzare dispositivi optoelettronici e fotonici su piccola e larga area.
In particolare, processi di litografia sono effettuati mediante mask aligner con risoluzione di fotoincisione fino a 0.5 μm su wafer con dimensioni fino a 100 mm di diametro o su substrati rettangolari da 4 pollici quadrati.
La camera bianca di classe ISO7 è dotata di una glovebox modulare di 10metri di lunghezza direttamente connessa a due evaporatori termici in alto vuoto dedicati alla deposizione di film sottili di metalli e molecole organiche. In particolare, il sistema di evaporazione di film-sottili in ultra-alto vuoto è controllato mediante interfaccia software e presenta 8 celle Knudsen per gli organici, 3 sorgenti per la deposizione dei metallo, e un sistema rotante di alloggiamento di substrati con area fino a 150 mm2. Oltre alle camere da vuoto la glove-box è dotata anche di uno spincoater per la deposizione di materiali per via umida. La caratterizzazione optoelettronica dei dispositivi viene effettuata all’interno della medesima glove-box mediante una stazione di misura multifunzionale che permette di raccogliere segnali curve corrente-voltaggio-luminescenza con un alto rapporto segnale-rumore e di un simulatore solare. In questo modo si evita la contaminazione di acqua e ossigeno lungo l’intera filiera di fabbricazione e caratterizzazione dei dispositivi. A tal fine la glovebox è dotata anche si una stazione di incapsulamento. In una seconda glovebox è presente uno slot-die coater atto alla fabbricazione di film sottili per via umida su larga area (fino alle dimensioni di un foglio A4); tale strumento, sfruttando un processo di fabbricazione sheet-to-sheet, è capace di riprodurre processi industriali quale il roll-to-roll. L’ambiente ISO7 prevede anche un wirebonder per l’integrazione di dispositivi all’interno di chips e di una camera umidostatica per la simulare l’invecchiamento dei dispositivi prodotti.
