Method Article

Wykonanie elastycznego przetwornika obrazu opartego na bocznych fototranzystorach NIPIN

DOI:

10.3791/57502

⸱

June 23rd, 2018

 ,  ,  , 
1School of Electrical Engineering and Computer Science, Gwangju Institute of Science and Technology

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiamy szczegółową metodę wytwarzania odkształcalnej bocznej matrycy fototranzystorów NIPIN dla zakrzywionych czujników obrazu. Matryca fototranzystorów o otwartej formie siatki, która składa się z cienkich wysp krzemowych i rozciągliwych metalowych łączników, zapewnia elastyczność i rozciągliwość. Analizator parametrów charakteryzuje właściwości elektryczne wyprodukowanego fototranzystora.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elastyczne fotodetektory były intensywnie badane pod kątem wykorzystania zakrzywionych czujników obrazu, które są kluczowym elementem w systemach obrazowania inspirowanych biologią, ale pozostaje kilka trudnych punktów, takich jak niska wydajność absorpcji ze względu na cienką warstwę aktywną i niską elastyczność. Przedstawiamy zaawansowaną metodę wytwarzania elastycznego układu fototranzystorów o ulepszonych parametrach elektrycznych. Wyjątkowa wydajność elektryczna jest napędzana przez niski prąd ciemny dzięki głębokiemu domieszkowaniu zanieczyszczeniami. Rozciągliwe i elastyczne metalowe łączniki zapewniają jednocześnie stabilność elektryczną i mechaniczną w stanie wysoce odkształconym. Protokół wyraźnie opisuje proces wytwarzania fototranzystora przy użyciu cienkiej membrany krzemowej. Mierząc charakterystyki I-V gotowego urządzenia w stanie zdeformowanym, wykazujemy, że takie podejście poprawia stabilność mechaniczną i elektryczną układu fototranzystorów. Spodziewamy się, że to podejście do elastycznego fototranzystora może być szeroko stosowane nie tylko w systemach obrazowania/optoelektronice nowej generacji, ale także w urządzeniach ubieralnych, takich jak czujniki dotykowe/ciśnieniowe/temperatury oraz monitory zdrowia.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Systemy obrazowania inspirowane biologią mogą przynieść wiele korzyści w porównaniu z konwencjonalnymi systemami obrazowania1,2,3,4,5. Siatkówka lub półkulista ommatydia jest istotnym składnikiem biologicznego układu wzrokowego1,2,6. Zakrzywiony czujnik obrazu, który naśladuje krytyczny element, jakim są oczy zwierząt, może zapewnić kompaktową i prostą konfigurację systemów optycznych o niskich aberracjach

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

UWAGA: Niektóre chemikalia (np. kwas fluorowodorowy, buforowany wytrawiacz tlenkowy, alkohol izopropylowy, itp.) używane w tym protokole mogą być niebezpieczne dla zdrowia. Przed przygotowaniem próbki należy zapoznać się ze wszystkimi odpowiednimi kartami charakterystyki. Podczas pracy z wytrawiaczami i rozpuszczalnikami należy stosować odpowiednie środki ochrony osobistej (np. fartuchy laboratoryjne, okulary ochronne, rękawice) i kontrole inżynieryjne (np. stacja mokra, wyciąg).

1. Doping i izolacja Si

UWAGA: Zobacz Rysunek 1a - 1d.....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Rysunek 3a i 3b pokazują zaprojektowaną i wykonaną strukturę NIPIN PTR z uwzględnieniem poprzednich badań2,23. Wstawka w Rysunek 3a przedstawia podstawową charakterystykę I-V PTR. Szczegółowe parametry konstrukcyjne PTR przedstawiono w Rysunek 3b. Proces domieszkowania warstwy Si na płytce SOI przeprowadzono przy użyciu implantacji j.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisana tutaj technologia wytwarzania w znacznym stopniu przyczynia się do postępu w dziedzinie zaawansowanej elektroniki i urządzeń ubieralnych. Podstawowe koncepcje tego podejścia wykorzystują cienką membranę Si i metalowe łączniki zdolne do rozciągania. Chociaż Si jest kruchym i twardym materiałem, który łatwo ulega pękaniu, bardzo cienka warstwa Si może uzyskać elastyczność26,27. W przypadku interkonektora metalowego falisty kształt zapewnia rozciągliwość i e.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badania były wspierane przez Program Odkrywania Materiałów Kreatywnych przez Narodową Fundację Badawczą Korei (NRF) finansowany przez Ministerstwo Nauki i Technologii Informacyjnych (NRF-2017M3D1A1039288). Badania te były również wspierane przez grant Instytutu Promocji Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych (IITP) finansowany przez rząd Korei (MSIP) (nr 2017000709, Zintegrowane podejścia do fizycznie nieklonowalnych prymitywów kryptograficznych przy użyciu losowych laserów i optoelektroniki).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
MBJ3karl sussMJB3 UV400 MASK ALIGNERNakładka na maskę
80 plus RIEInstrumenty OxfordPlasmalab 80 Plus dla RIEICP-RIE
80 plus PECVDInstrumenty OxfordPlasmalab 80 Plus dla PECVD,PECVD
SF-100NDRhabdos Co., Ltd.SF-100NDPowlekarka wirowa
PoliimidSigma-Aldrich 575771Poli(piromelityczny dwuwodnik-co-4,4 i prime;-oksydianilina), roztwór kwasu aminowego
SOI (krzem na izolatorze) wafel, 8-calowySoitecSOI (krzem na izolatorze), 8-calowy8-calowy wafel SOI (grubość krzemu: 1,25 i mu; m)
AcetonDuksan Pure Chemicals Co., Ltd.3051Alkohol izopropylowy acetonowy
(IPA)Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.4614Alkohol izopropylowy (IPA)
Buforowany tlenek Wytrawianie 6:1Avantor1278Buforowany
HSD150-03PMisung Scientific Co., LtdHSD150-03PPłyta grzejna
AZ5214MikrochemicznyAZ5214Fotorezystuł
MIF300MikrochemicznyMIF300Wywoływacz
SYLGARD184Dow CorningSYLGARD184Elastomer polidimetylosiloksanowy
Kwas fluorowodorowy Duksan Pure Chemicals Co., Sp. z o.o.2919Kwas fluorowodorowy 
CR-7KMG Chemicals, Inc210023Chrom wytrawiacz maski
MFCD07370792Sigma-Aldrich651842Złoty wytrawiacz
wafel tlenek Wytrawianie 6:1

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ko, H. C., et al. A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics. Nature. 454, 748-753 (2008).
  2. Song, Y. M., et al. Digital cameras with designs inspired by the arthropod eye. Nature. 497 (7447), 95-99 (2....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Flexible Phototransistor ArrayLateral NIPIN PhototransistorsDeep Impurity DopingStretchable Metal InterconnectorsThin Silicon MembranePlasma Enhanced Chemical Vapor DepositionReactive Ion EtchingHydrofluoric Acid EtchingPolyimide EncapsulationIV Characteristics Measurement

Related Articles