Name: 측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 59 s
Description: 배우세요 측면 NIPIN 포토트랜지스터 어레이 제조 방법을 사용하여 유연한 이미지 센서를 만드는 기술을. 변형 상태에서 전류 안정성을 향상시키고 곡면 센서에 적용할 수 있는 반도체 소자 제작 공정을 익힙니다.

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이 연구는 크리에이 티브 자료 검색 프로그램 통해 국립 연구 재단의 한국 (NRF) 과학과 ICT (NRF-2017M3D1A1039288)에 의해 자금에 의해 지원 되었다. 또한,이 연구는 한국 정부 (MSIP) (No.2017000709, 육체적으로 unclonable 암호화 기본 형식을 사용 하 여 통합 된 접근에 의해 투자 하는 정보 및 통신 기술 진흥 (IITP) 부여에 대 한 연구소에 의해 지원 되었다 무작위 레이저 그리고 전자공학)입니다.

주의: 일부 화학 물질 (즉., 소산, 버퍼링 된 산화 현상, 이소프로필 알코올, 등.)이 사용 프로토콜은 건강에 위험할 수 있다. 어떤 샘플 준비 발생 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트를 참조 하십시오. 적절 한 개인 보호 장비를 활용 (예., 실험실 코트, 안전 안경, 장갑) 컨트롤 기술 (예., 젖은 역, 퓸 후드) etchants 및 용 매를 처리할 때.
1. Si도 핑 및 절연
참고: 그림 1a - 1 d참조.
<ol><li>이온 주입 조건에 의해 다음과 같이 핑된 SOI 웨이퍼를 준비: 80/50의도 펀트 인/붕 소, 에너지 케빈, 그리고도 핑, 각각 5 x 1015/3 x 10의15 cm-3 + n 및 p+ 의 복용량. 복구는 웨이퍼의 결정, 이온 주입 후 용광로에서 120 분 1000 ° C의 온도에서 샘플을 anneal. 높은 프로세스 안정성에 대 한 국립 NanoFab 센터 (NNFC)에서 이온 주입 프로세스를 사용 하 여 깊은 깊이 (그림 1a)를도 핑도 핑된 샘플을 준비 합니다.</li>
	<li>제거 하려면 기본 산화물, 5 버퍼링 된 산화 현상 (비오이)에 테 플 론 국자를 사용 하 여 절단된 샘플 찍어 s 아세톤, 이소프로필 알코올 (IPA), 그리고 이온된 (DI) 수와 순차적으로 절단된 샘플을 청소 하 고.</li>
	<li>시 절연 (그림 1b)에 대 한 포토 레지스트 (PR) 패턴을 형성.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
	</ol>
</li>
	<li>건조와 100 W RF 전원, 0 W ICP 전원, 30 mTorr 챔버 압력, SF6 가스 (40 sccm) 6 분 (그림 1c)에 대 한 si 유도 결합된 플라즈마 반응성 이온 에칭 (ICP-리에)를 사용 하 여 샘플을 에칭.</li>
	<li>묻혀 산화물 층을 제거 하려면 2 분, 테 플 론 디퍼 (그림 1의 d)를 사용 하 여 소산 49%에서 샘플 찍어.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플. 수 분 제거, 집게로 잡고 N2 블으로 샘플을 건조.</li>
</ol>2. 희생 산화물 층 증 착
참고: 그림 1e - 1 g
<ol><li>130의 두께와 SiO2 희생 층을 예금 nm 플라즈마를 사용 하 여 향상 된 230 ° C의 온도와 화학 증 착 (PECVD), 20 W RF 전력, 1000 mTorr의 압력, SiH4 가스 (100 sccm)와 N2O 2 분 ( (800 sccm) 가스 그림 1e).</li>
	<li>홍보 레이어 마스크로 SiO2 희생 층 (그림 1 층)에 대 한 패턴.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
	</ol>
</li>
	<li>PECVD 산화물 층을 패턴화 하려면 30 비오이에서 샘플 찍어 s, 테 플 론 디퍼 (그림 1 g)을 사용 하 여.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플. 수 분 제거, 집게로 잡고 N2 블으로 샘플을 건조.</li>
</ol>3. 폴 및 첫 번째 금속을 수행의 첫 번째 층의 증 착
<ol><li>60에 대 한 4000 rpm에서 샘플에 코트 polyimide (PI)을 스핀 들, 3 분 동안 110 ° C와 뜨거운 접시에 10 분 동안 150 ° C에서 anneal 그리고 오븐 (그림 1 h)에 N2 를 제공 하 여 230 ° c N2 분위기에서 60 분 anneal.</li>
	<li>130의 두께와 SiO2 층 보증금 PECVD 230 ° C, 20 W RF 전력, 1000 mTorr의 압력, SiH4 가스 (100 sccm)의 온도 함께 사용 하 여 nm와 N2O 가스 (800 sccm) 2 분.</li>
	<li>PI에 대 한 패턴 하드 마스크 레이어로 SiO2 드라이 에칭 (그림 1i).<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
		<li>30 비오이에서 샘플 찍어 SiO2 하드 마스크 패턴, 테 플 론 국자를 사용 하 여 s 디 물에 깨끗 하 고 건조 한 그것 N2 블 집게로 잡고.</li>
	</ol>
</li>
	<li>드라이 엣지 파이 30 W RF 전력, 리에 사용 하 여 O2 가스 (30 sccm), 그리고 20 분의 Ar 가스 (70 sccm).</li>
	<li>PECVD 산화물 층을 제거 하려면 30 비오이에서 샘플 찍어 s, 테 플 론 국자를 사용 하 여.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플. 수 분 제거, 집게로 잡고 N2 블으로 샘플을 건조.</li>
	<li>스퍼터 링 하 여 Cr/Au의 10 nm/200 nm 두께 입금.</li>
	<li>Cr/Au 금속 레이어 (그림 1j) 패턴.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 홍보 강화, 5 분 동안 110 ° C에서 샘플을 구워 하드.</li>
		<li>각각 60 s/20 s, 젖은 현상으로 Cr/Au 층을 에칭.</li>
	</ol>
</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플. 수 분 제거, 집게로 잡고 N2 블으로 샘플을 건조. 참고: 청소 과정 이후 파이 층을 박 리의 위험이 매우 조심 하는.</li>
</ol>4. 폴과 두 번째 금속 수행의 두 번째 층의 증 착
<ol><li>60 4000 rpm에서 샘플에 코트 PI를 스핀 들, 3 분 동안 110 ° C와 뜨거운 접시에 10 분 동안 150 ° C에서 anneal 그리고 오븐 (그림 1)에 N2 를 제공 하 여 230 ° c N2 분위기에서 60 분 anneal.</li>
	<li>130 nm을 사용 하 여 두께와 SiO2 층 보증금 PECVD 230 ° C의 온도, 20 W RF 전력, 1000 mTorr의 압력, SiH4 가스 (100 sccm)와 N2O 2 분 (800 sccm) 가스.</li>
	<li>드라이 에칭 (그림 1 l)에 대 한 하드 마스크 레이어로 SiO2 패턴.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
		<li>30 비오이에서 샘플 찍어 SiO2 하드 마스크 패턴, 테 플 론 국자를 사용 하 여 s 디 물에 깨끗 하 고 건조 한 그것 N2 블 집게로 잡고.</li>
	</ol>
</li>
	<li>드라이 엣지 30 W RF 전력, 리에 사용 하 여 PI O2 가스 (30 sccm), 및 50 분에 대 한 아르곤 가스 (70 sccm).</li>
	<li>PECVD 산화물 층을 제거 하려면 30 비오이에서 샘플 찍어 s, 테 플 론 국자를 사용 하 여.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플.</li>
	<li>10 nm/200 nm 두께의 Cr/Au 스퍼터 코팅에 의해 예금.</li>
	<li>Cr/Au 금속 레이어 (그림 1 m) 패턴.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
		<li>60 s/20 s, 젖은 현상에 의해 Cr/Au 레이어를 각각 에칭.</li>
	</ol>
</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플.</li>
	<li>수 분을 제거 하려면 건조 한 질소 블와 깨끗 한 기판 집게로 잡고. 참고: 폴 레이어 박 리의 위험이 있다, 그래서 청소 과정을 매우 신중 하 게 수행.</li>
</ol>5. PI와 개통 구멍 및 메쉬 구조를 통해 샘플을 캡슐화
<ol><li>60 4000 rpm에서 샘플에 코트 PI를 스핀 들, 3 분 동안 110 ° C와 뜨거운 접시에 10 분 동안 150 ° C에서 anneal 그리고 오븐 (그림 1n)에 N2 를 제공 하 여 230 ° c N2 분위기에서 60 분 anneal.</li>
	<li>사용 하 여 650 nm의 두께 가진 SiO2 층 보증금 PECVD 230 ° C의 온도, 20 W RF 전력, 1000 mTorr의 압력, SiH4 가스 (100 sccm)와 N2O 8 분 (800 sccm) 가스.</li>
	<li>드라이 에칭에 대 한 패턴 하드 마스크 레이어로 SiO2 입니다.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블으로 드라이를 2 분 동안 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
		<li>SiO2 하드 마스크 패턴, 테 플 론 국자를 사용 하 여 1 분 30 s 비오이에서 샘플, 디 물에서 청소와 집게로 잡고 N2 블으로 건조. 참고: 모방 하는 작은 크기 때문에 그것은 이전 개발 시간 보다는 더 이상 개발할 수 있도록 필요한.</li>
	</ol>
</li>
	<li>드라이 엣지 30 W RF 전력, 리에 사용 하 여 PI O2 가스 (30 sccm), 및 75 분 Ar 가스 (70 sccm).</li>
	<li>드라이와 100 W RF 전원, 0 W ICP 전원, 30 mTorr 챔버 압력, 40 sccm SF6 가스 6 분 (그림 1o)에 대 한 ICP-리에 의해 Si를 에칭.</li>
	<li>PECVD 산화물 층을 제거 하려면 1 분 30 초, 테 플 론 국자를 사용 하 여에 대 한 비오이에서 샘플 찍어.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플.</li>
	<li>130 nm을 사용 하 여 두께와 SiO2 층 보증금 PECVD 230 ° C의 온도, 20 W RF 전력, 1000 mTorr의 압력, SiH4 가스 (100 sccm)와 N2O 2 분 (800 sccm) 가스.</li>
	<li>드라이 에칭에 대 한 패턴 하드 마스크 레이어로 SiO2 입니다.<ol>
<li>40 s와 부드러운 빵 90 ° C에서 코팅된 샘플 90 미 노출에 대 한 샘플 10 포토 리소 그래피 마스크 자외선을 위해 4000 rpm에서 샘플에 코트 긍정적인 홍보를 회전 s.</li>
		<li>패턴 정의 디 물에 그것을 청소 하 고 집게로 잡고 N2 블과 건조를 1 분에 대 한 개발자에 샘플을 담가. 열심히 구워 5 분 동안 110 ° C에 홍보 레이어 보안 강화를 위한 샘플.</li>
		<li>SiO2 하드 마스크 패턴, 테 플 론 국자를 사용 하 여 1 분 30 s 비오이에서 샘플, 디 물에서 청소와 집게로 잡고 N2 블으로 건조.</li>
	</ol>
</li>
	<li>드라이 엣지 리에 의해 파이 30 W RF 전력, O2 가스 (30 sccm), 및 75 분 Ar 가스 (70 sccm).</li>
	<li>PECVD 산화물 층을 제거 하려면 30 비오이에서 샘플 찍어 s, 테 플 론 국자를 사용 하 여.</li>
	<li>깨끗 한 물이 순차적으로 아세톤, IPA와 디와 함께 샘플. 수 분을 제거 하는 N2 블으로 깨끗 한 샘플 집게로 잡고 건조.</li>
</ol>6. 희생 층 에칭 하 고 유연한 기판에 샘플을 전송
참고: 그림 2를 참조 하십시오.
<ol><li>20 분 (그림 2a, 삽입) 소산 49%에서 샘플을 immersing 하 여 희생 층 에칭.</li>
	<li>샘플 디 물으로 린스.</li>
	<li>기판 및 장치 간의 수 분을 흡수 하는이 퍼의 모 세관 현상을 사용 후 나머지 수 분 (그림 2a)을 제거 하는 집게로 잡고 N2 블으로 깨끗 한 샘플을 건조.<ol>
<li>헹 구 고 샘플 건조의 과정을 수행 합니다. 소자와 기판 사이의 낮은 접착 때문이, 기판 및 장치 분리를 하지 않도록 매우 신중 하 게 할 수 있다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>탄소 테이프를 사용 하 여 샘플을 보유 하 고 수용 성 테이프를 첨부.</li>
	<li>기판 (그림 2b)에 나머지에서 장치를 방지 하기 위해 순식간에 수용 성 테이프 떨어져 스트립.</li>
	<li>샘플 수용 성 테이프에 연결 되어 있는지 확인 합니다.</li>
	<li>전송 샘플입니다 (PDMS)을 입힌 폴 리 에틸렌 테 레프 탈 산 (애완 동물) 필름 (그림 2c).<ol>
<li>PDMS 준비 (prepolymer의 10:1 혼합: 경화제)는 PDMS에 기체 제거 하 여 모든 기포를 제거 하 고.</li>
		<li>스핀 코트 PDMS 30 s 및 빵 10 분 동안 110 ° C의 온도에서 뜨거운 접시에 애완 동물 필름 1000 rpm에서 애완 동물 필름에.</li>
		<li>샘플 30 자외선을 노출는 PDMS의 접착 향상 PDMS 코팅 애완 동물 필름 샘플 수용 성 테이프를 연결 하는 s. 참고: UV 치료 PDMS 표면 접착을 향상 시킵니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>수용 성 테이프를 제거 하려면 신중 하 게 드롭 물, 그것에 피 펫을 사용 하 여. 물 물에 의해 멀리 공중 소탕 되 고에서 장치를 방지 하기 위해 느린 흐름 수용 성 테이프를 제거 합니다. 집게 (그림 2d)와 그것을 잡고 천천히 N2 블으로 샘플을 건조.</li>
</ol>

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저자는 공개 없다.

여기에 설명 된 제조 기술 고급 전자와 착용 형 장치의 진행에 크게 기여 한다. 이 방법의 기본 개념 얇은 시 막과 금속 interconnectors 스트레칭의 능력을 사용합니다. 시 취 성 및 하드 자료를 쉽게 골절이 될 수 있지만, 매우 얇은 시 레이어 유연성26,27를 얻을 수 있습니다. 금속 interconnector 경우 물결 모양 stretchability 및 유연성28,29제공합니다. 특히, 금속 interconnectors 행렬 형식으로 운영 하는 전체 장치에 대 한 전극 역할을 합니다. 매트릭스 형태의 오픈 메쉬, 최종 단계에서 구현 되는 구조화 된 방식으로 장치에 부드러움을 제공 합니다. 박막 Si와 사 문석 전극의 장점을 함께이 스트레스 절연을 달성 하 고 장치 형상을 해제 합니다. 또한, 모든 장치를...

바이오 영감을 이미징 시스템은 기존의 이미징 시스템1,2,3,,45에 비해 많은 장점을 제공할 수 있습니다. 망막 또는 반구형 ommatidia 생물 시각 시스템1,,26의 기본적인 구성 요소입니다. 동물 눈의 중요 한 요소를 모방 하는 곡선된 이미지 센서는 낮은 차7광학 시스템의 콤팩트 하 고 간단한 구성을 제공할 수 있습니다. 제조 기술 및 재료, 유기/나노8,,910,11, 등 본질적으로 부드러운 재료의 사용 등의 다양 한 발전 12 그리고 반도체 실리콘 (Si)과 게르 마 늄 (Ge)1,2,3,,1314을 포함 한 변형 구조 소개 15,16,17, 실현 곡선된 이미지 센서. 그 중 시-기반 접근, 성숙한 기술, 안정성, 소재와 광학/전기 우월의 풍요로 움 등 고유의 장점을 제공합니다. 이러한 이유로, 비록 시 내장 강성 및 취 성, Si 기반 유연한 전자 널리 연구 유연한 광전자18,,1920 등 다양 한 응용 프로그램에 대 한 곡선된 이미지 센서1,2,3, 고도 착용 할 수 있는 의료 장치21,22에 포함 하 여.
최근 연구에서 우리는 분석 하 고 얇은 시 매칭 배열23의 전기적 성능 향상. 그 연구에서 곡선된 매칭 배열의 최적의 단일 단위 셀 포토 다이오드 및 블로킹 다이오드로 구성 되는 포토 트랜지스터 (PTR) 형식입니다. 생성 된 광 전류를 증폭 하는 기본 연결 이득 그리고 그것은 박막 구조와 전기적 성능 향상에 대 한 경로 전시 하는 따라서. 단일 셀 뿐만 아니라 박막 구조는 매칭에서 잡음으로 간주 되는 어두운 전류를 억제 하기 위해 적당 하다. 도 핑 농도 관한 1015 cm-3 보다 큰 농도는 다이오드 특성 유지 될 수 있는 빛의 강도를 10-3 W/c m2 23 이상의 뛰어난 성능을 달성 하기 위해 충분 하다 . 또한, PTR 단일 셀은 낮은 열 잡음과 광학/전기 속성 광다이오드에 비해 안정적인. 우리는 얇은 시 Ptr 실리콘에 절연체 (SOI) 웨이퍼를 사용 하 여 구성 된 유연한 매칭 배열 조작 이러한 디자인 규칙에 따라. 일반적으로 유연한 이미지 센서의 중요 한 설계 규칙 긴장은 임의로 작은 r240 구조체의 두께 통해 위치를 정의 하는 기계적 중립 평면 개념 이다. 또 다른 중요 한 포인트는 뱀 형상 전극의 전극에 완전히 뒤집을 수 있는 stretchability를 제공 하는 물결 모양 때문입니다. 이러한 두 가지 중요 한 설계 개념으로 매칭 배열 유연 하 고 유연할 수 있습니다. 2동물 눈 망막과 같은 곡선된 모양 또는 반구형 모양으로 매칭 배열의 3D 변형 용이.
이 작품에서는, 우리는 반도체 제조 프로세스 (예를 들어,도 핑, 에칭 및 증 착)를 사용 하 여 곡선된 PTR array의 제작에 대 한 프로세스를 자세히 설명 하 고 인쇄 전송. 또한, 우리는-V 곡선에 측면에서 단일 PTR 특징. 제조 방법 및 개별 셀 분석, PTR 배열의 전기 기능 변형된 상태에서 분석 된다.

<table><tbody><tr><td>MBJ3</td><td>칼 서스</td><td>MJB3 UV400 MASK ALIGNER</td><td>마스크 얼라이너</td></tr><tr><td>80 플러스 RIE</td><td>옥스포드 기기</td><td>Plasmalab 80 Plus 용 RIE</td><td>ICP-RIE</td></tr><tr><td>80 플러스 PECVD</td><td>옥스포드 기기</td><td>Plasmalab 80 Plus forPECVD,</td> <td>PECVD</td></tr><tr><td>SF-100ND</td><td>주식회사</td><td>SF-100ND</td><td>스핀 코팅기</td></tr><tr><td>폴리이미드</td><td>시그마-알드리치</td><td>575771</td><td>폴리(피로멜리트 이무수물-co-4,4&prime;-옥시디아닐린), 아믹산 용액</td></tr><tr><td>SOI(실리콘 온 인슐레이터) 웨이퍼, 8인치</td><td>소이텍</td><td>SOI(실리콘 온 인슐레이터) 웨이퍼, 8인치</td><td>8인치 SOI 웨이퍼(실리콘 두께: 1.25&mu; m)</td></tr> <tr><td>아세톤</td><td>Duksan 순수한 화학제품 Co., 주식 회사.</td><td>3051</td><td>아세톤</td></tr><tr><td>이소프로필 알코올(IPA)</td><td>덕산퓨어케미칼(주)</td><td>4614</td><td>이소프로필 알코올(IPA)</td></tr> <tr><td>완충 산화물 에칭 6:1</td><td>Avantor</td><td>1278</td><td>완충 산화물 에칭 6:1</td></tr><tr><td>HSD150-03P</td><td>Misung Scientific Co., Ltd</td><td>HSD150-03P</td><td>핫 플레이트</td></tr><tr><td>AZ5214</td><td>Microchemical</td><td>AZ5214</td><td>포토레지스트</td></tr><tr><td>MIF300</td><td>Microchemical</td><td>MIF300</td><td>개발자</td></tr><tr><td>SYLGARD184</td><td>Dow Corning</td><td>SYLGARD184</td><td>폴리디메틸실록산 엘라스토머</td></tr><tr><td>하이드로플루오르산&nbsp;</td><td>덕산퓨어케미칼(주)</td><td>2919</td><td>불화수소산&nbsp;</td></tr><tr><td>CR-7</td><td>KMG Chemicals, Inc</td><td>210023</td><td>크롬 마스크 에칭제</td></tr><tr><td>MFCD07370792</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>651842</td><td>Gold 에칭제</td></tr></tbody></table>

측면 nipin 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

유연한 검출기 달아으로 바이오 영감을 이미징 시스템에서 중요 한 구성 요소는, 곡선된 이미지 센서의 사용으로 연구 되었습니다 하지만 얇은 활성 층으로 하 고 낮은 낮은 흡수 효율 등 여러 어려운 포인트 남아 유연성입니다. 우리는 향상된 된 전기 성능 가진 유연한 포토 트랜지스터 배열을 조작 하는 고급 방법 제시. 뛰어난 전기적 성능 깊은 불순물도 핑 때문에 낮은 전류에 의해 구동 됩니다. Stretchable 및 유연한 금속 interconnectors는 동시에 높은 변형된 상태에서 전기 및 기계적 안정성을 제공합니다. 프로토콜은 명시적으로 얇은 실리콘 멤브레인을 사용 하 여 포토 트랜지스터의 제조 과정을 설명 합니다. 변형된 상태에서 완성 된 소자의 i-v 특성을 측정 하 여이 방법은 포토 트랜지스터 배열의 기계적, 전기적 안정성 향상 설명 합니다. 우리는 유연한 포토 트랜지스터에이 접근의 다음-세대 이미징 시스템/광전자 뿐만 아니라 촉각/압력/온도 센서 및 상태 모니터 등 착용 할 수 있는 장치 응용 프로그램에 대 한 널리 사용 될 수 있다는 것을 기대 합니다.

그림 3a 와 3b 고려 이전의 연구2,23NIPIN PTR의 설계 및 조립 구조를 표시 합니다. 그림 3a 에서 삽입 된 PTR의 기본 I-V 특성을 전시 한다. PTR의 상세한 구조 매개 변수는 그림 3b에 표시 됩니다. SOI 웨이퍼에 Si 계층에 대 한도 핑 과정은 NNFC의 이온 주입을 사용 하 여 실시 했다. 도 핑 깊이 Si 층의 두께 같은, ~1.25 µ m 그리고 n+ 및 p+ 의 핑 농도 10 ~19 cm-3. 시 레이어 위에 핑 분포는 손가락 형도 핑. N+ 지역...

우리는 곡선된 이미지 센서에 대 한 변형 측면 NIPIN 포토 트랜지스터 배열 조작 하는 자세한 방법을 제시. 얇은 실리콘 섬과 stretchable 금속 interconnectors의 구성 되는 오픈 메쉬 형태로, 포토 트랜지스터 배열 유연성과 stretchability을 제공 합니다. 매개 변수 분석기 조작된 포토 트랜지스터의 전기 속성 특징.

측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

Flexible photodetectors have been intensely studied for the use of curved image sensors, which are a crucial component in bio-inspired imaging systems, ...

우리의 접근 방식은 굴곡근 반도체 장치 제조 분야의 발전을 촉진하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리의 제작 절차의 주요 이점은 개악의 밑에 장치의 stabilate에 의하여 전류를 개량합니다입니다. 절연체 샘플에 DUB 실리콘을 준비합니다.이 샘플은 후속 단계에서 실리콘 분리를 위한 준비가 되었습니다. 이것은 레이어 구조의 개략적인 표현입니다. 회색은 규소, 녹색, 이산화 규소를 나타냅니다.빨간색과 파란색은 각각 N-플러스 및 P-플러스 도핑된 영역입니다. 4, 000rpm에서 40초 동안 샘플에 포지티브 포토레지스트 층을 스핀 코팅합니다. 그런 다음 샘플을 핫 플레이트에 옮겨 섭씨 90도에서 90초 동안 소프트 베이킹합니다.소프트 베이크 후 샘플을 자외선 포토리소그래피 설정으로 가져갑니다. 거기에서 10초 동안 샘플에 마스크를 바릅니다. 샘플을 검색하여 개발합니다.1분 동안 개발자에 담그면 됩니다. 그런 다음 샘플을 탈이온수로 세척하고 질소 블로우 건으로 건조시킵니다. 다음으로, 샘플을 섭씨 110도에서 5분 동안 하드 베이킹합니다.이 다이어그램은 이 시점에서 샘플의 계층을 나타냅니다. 계속해서 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 에칭기로 샘플을 6분 동안 드라이 에지합니다. 완료되면 샘플은 다음과 같은 구조를 갖게 됩니다.다음 단계는 매몰된 산화물 층을 제거하는 것입니다. 이렇게하려면 49 % 불산 용액을 준비하십시오. 묻힌 산화물 층을 제거하기 위해 샘플을 2 분 동안 담그십시오.산성 수조 후 세척 및 건조 후 실리콘 분리가 완료됩니다. 다음 단계는 플라즈마 강화 화학 기상 증착입니다. 2분에 걸쳐 130나노미터의 이산화규소 희생층을 샘플에 증착합니다.샘플에 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅한 다음 소프트 베이크합니다. 포토리소그래피 마스크를 사용하고 샘플을 10초 동안 자외선에 노출시킵니다. 이것은 샘플을 현상하고 섭씨 110도에서 5분 동안 하드 베이크한 후의 샘플을 표현한 것입니다.완충된 산화물 에칭 용기를 준비하고 샘플을 30초 동안 담그십시오. 세척 및 건조 후 CVD 산화물 층이 부분적으로 제거됩니다. 폴리이미드를 샘플에 스핀 코팅하여 증착합니다.핫플레이트로 옮겨 섭씨 110도에서 3분 동안 어닐링을 시작한 다음 섭씨 150도에서 10분 동안 어닐링을 시작합니다. 그런 다음 샘플을 질소 분위기의 오븐으로 옮기고 섭씨 230도에서 60분 동안 계속 어닐링합니다. 폴리이미드 층은 샘플을 덮고 이산화 규소 희생 층의 표면을 제공합니다.계속해서 130나노미터의 이산화규소 층을 플라즈마 강화 화학 기상 증착으로 2분 동안 증착합니다. 포지티브 포토레지스트를 사용하여 10초 동안 자외선으로 마스크를 바른 다음 현상합니다. 부드럽고 단단한 베이킹을 수행합니다.시료를 완충된 산화물 에칭에 30초 동안 담근 후 세척 및 건조하여 하드 마스크를 형성합니다. 다음으로, 반응 이온 에칭을 사용하여 폴리이미드를 20분 동안 건조합니다. 완충된 산화물 에칭으로 산화물 층을 제거한 다음 샘플을 세척하고 건조시킵니다.이제 샘플을 스퍼터러로 가져가 크롬과 금을 증착합니다. 그 후, 포토리소그래피 마스크를 적용하기 전에 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅하십시오. 이 샘플은 1분 동안 개발되었으며 섭씨 110도에서 5분 동안 열심히 굽습니다.샘플을 이 상태로 만들기 위해 습식 에칭액으로 크롬과 금 층을 20초 동안 에칭합니다. 크롬 및 금 습식 에칭 후 포토레지스트를 제거할 때 주의하면 금이 벗겨질 수 있습니다. 두 번째 폴리이미드 층 증착 및 두 번째 금속화 단계는 첫 번째 단계와 동일하게 진행됩니다.이 다이어그램과 같은 층을 생성하기 위해 폴리이미드의 두 번째 층을 스핀 코팅하고 어닐링합니다. 실리콘 산화물 층을 드라이 에칭을 위한 하드 마스크 층으로 증착하고 패턴화합니다. 다음으로, 패터닝하기 전에 20나노미터의 크롬과 200나노미터의 금을 스퍼터링합니다.폴리이미드의 또 다른 스핀 코팅 층을 추가하고 어닐링하여 시작하십시오. 플라즈마 강화 화학 기상 증착을 사용하여 8분에 걸쳐 650나노미터의 이산화규소 층을 증착합니다. 샘플에 포지티브 포토레지스트를 스핀 코팅한 후 UV 포토리소그래피로 마스크를 적용합니다.샘플을 현상하고, 하드 베이크하고, 완충된 산화물 에칭에 담궈 이산화규소를 패턴화합니다. 반응성 이온 에칭을 사용하여 폴리이미드를 75분 동안 건조 에칭한 다음 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 에칭으로 실리콘을 6분 동안 건조합니다. 이제 산화물 희생 층을 에칭할 때입니다.샘플을 49% 불산에 20분 동안 담그십시오. 진행하기 전에 샘플을 회수, 헹굼 및 건조시킵니다. 불산으로 희생 층을 에칭할 때 에칭 진행 상황을 모니터링하는 것이 중요합니다.코스를 확인하면 장치가 벗겨질 수 있습니다. 이제 기판에 탄소 테이프를 붙인 샘플을 잡습니다. 그런 다음 패턴이 있는 면에 수용성 테이프를 부착합니다.다음으로 수용성 테이프를 순식간에 벗겨냅니다. 이것은 장치가 기판에 남아 있는 것을 방지합니다. 10:1 혼합물 프리폴리머에서 경화제로 탈기된 PDMS를 얻을 수 있습니다.또한 샘플을 덮을 수 있을 만큼 충분한 PET 필름을 구하십시오. PDMS로 필름을 1, 000rpm에서 30초 동안 스핀 코팅합니다. 그런 다음 섭씨 110도의 핫플레이트에서 10분 동안 필름을 굽습니다.이 작업이 완료되면 수용성 테이프에 샘플을 넣고 30초 동안 자외선에 노출시킵니다. 이제 샘플과 필름으로 작업합니다. 샘플이 포함된 수용성 테이프를 PDMS 코팅된 PET 필름에 부착합니다.피펫을 사용하여 수용성 테이프에 물을 조심스럽게 떨어뜨려 필름에서 제거합니다. 천천히 흐르는 물을 사용하여 수용성 테이프를 쓸어냅니다. 마지막으로 집게로 샘플을 잡고 질소 블로우 건으로 건조시킵니다.이것은 PET 필름으로 이동하기 전의 광 트랜지스터 어레이입니다. 이 이미지에 표시된 반복되는 광 트랜지스터 셀로 구성됩니다. 폴리이미드로 캡슐화된 구불구불한 전극을 사용하면 장치를 늘릴 수 있습니다.PDMS 코팅된 PET 필름에 전사한 후의 장치입니다. 다양한 조건에서 IV 특성을 측정하려면 이와 유사한 설정을 사용하십시오. radius of curvature(곡률 반경)의 정의에 주목하십시오.이것은 서로 다른 곡률 반경을 가진 광 트랜지스터 어레이의 IV 특성을 측정한 것입니다. 어레이의 전기적 특징은 곡률 반경과 무관합니다. 이 플롯은 서로 다른 곡률 반경에 대한 전압의 함수로 암전류에 대한 광전류의 비율입니다.다이내믹 레인지는 2볼트의 바이어스 전압보다 약 600 이상 높습니다. 삽입에는 테스트된 곡률 극한에서 암전류의 플롯이 있습니다. 값이 낮으면 다이내믹 레인지가 높아집니다.이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 48시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 기판에서 전극을 벗겨낼 수 있는 행위를 피하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 다른 가스를 사용한 폴리머 에칭과 같은 다른 방법을 건식 에칭에 사용되는 것과 다른 조건에서 사용할 수 있는 경우 작업을 수행할 수 있습니다.개발 후 이 기술은 유연한 장치 분야의 연구자들이 생체 영감 이미지 시도를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 플렉시블 반도체 장치를 제조하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 필요한 시약으로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 스테이션에서 마스크, 후드 및 헤드기어를 사용하는 것과 같은 예방 조치를 항상 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.

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연구

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Engineering

공학

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배우세요 측면 NIPIN 포토트랜지스터 어레이 제조 방법을 사용하여 유연한 이미지 센서를 만드는 기술을. 변형 상태에서 전류 안정성을 향상시키고 곡면 센서에 적용할 수 있는 반도체 소자 제작 공정을 익힙니다.

측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

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