측면 NIPIN 포토 트랜지스터에 따라 유연한 이미지 센서의 제조

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.

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 표현

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.