Wykonanie elastycznego przetwornika obrazu opartego na bocznych fototranzystorach NIPIN

Nasze podejście może pomóc w przyspieszeniu postępu w dziedzinie produkcji elastycznych urządzeń półprzewodnikowych. Główną zaletą naszej procedury produkcyjnej jest poprawa prądu elektrycznego poprzez stabilizację prądu w odkształconych urządzeniach. Przygotuj silikon DUB na próbce izolatora.

Próbka ta jest gotowa do izolacji krzemowej w kolejnych krokach. Jest to schematyczne przedstawienie jego struktury warstwowej. Szary reprezentuje krzem, zielony dwutlenek krzemu.

Czerwony i niebieski to odpowiednio obszary domieszkowane N-plus i P-plus. Wirować dodatnią warstwę fotorezystu na próbce z prędkością 4 000 obr./min przez 40 sekund. Następnie przenieś próbkę na gorący talerz, aby piec ją na miękko w temperaturze 90 stopni Celsjusza przez 90 sekund.

Po miękkim upieczeniu przenieś próbkę do zestawu do fotolitografii w ultrafiolecie. Tam nałóż maskę na próbkę na 10 sekund. Pobierz próbkę, aby ją opracować.

Zrób to, zanurzając go w programatorze na jedną minutę. Następnie oczyść próbkę w wodzie dejonizowanej i wysusz ją za pomocą pistoletu do przedmuchiwania azotem. Następnie piecz próbkę na twardo w temperaturze 110 stopni Celsjusza przez pięć minut.

Ten diagram przedstawia warstwy próbki w tym momencie. Przejdź do suchych krawędzi próbki za pomocą indukcyjnie sprzężonego, reagującego plazmowo wytrawiacza jonowego przez sześć minut. Po zakończeniu próbka ma tę strukturę.

Następnym krokiem jest usunięcie zakopanej warstwy tlenku. Aby to zrobić, przygotuj 49% roztwór kwasu fluorowodorowego. Zanurz w nim próbki na dwie minuty, aby usunąć zakopaną warstwę tlenku.

Po kąpieli kwasowej, po której następuje oczyszczenie i wysuszenie, izolacja krzemu jest zakończona. Kolejnym krokiem jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane plazmą. W ciągu dwóch minut nałóż na próbkę warstwę protektorową dwutlenku krzemu o grubości 130 nanometrów.

Przędzić dodatni fotorezyst na próbce, a następnie miękko wypiekać. Zastosuj maskę fotolitograficzną i wystaw próbkę na działanie światła UV przez 10 sekund. Jest to reprezentacja próbki po jej wywołaniu i pieczeniu na twardo w temperaturze 110 stopni Celsjusza przez pięć minut.

Przygotować pojemnik z buforowanym wytrawiaczem tlenkowym i zanurzyć w nim próbkę na 30 sekund. Po oczyszczeniu i wysuszeniu wynikiem jest częściowe usunięcie warstwy tlenku CVD. Poliimid należy osadzić poprzez wirowe powlekanie go na próbce.

Przenieś go na płytę grzejną, aby rozpocząć wyżarzanie w temperaturze 110 stopni Celsjusza przez trzy minuty, a następnie w temperaturze 150 stopni Celsjusza przez 10 minut. Następnie przenieś próbkę do pieca z atmosferą azotu i kontynuuj jej wyżarzanie w temperaturze 230 stopni Celsjusza przez 60 minut. Warstwa poliimidowa pokrywa próbkę i stanowi powierzchnię dla warstwy protektorowej dwutlenku krzemu.

Kontynuuj, osadzając 130-nanometrową warstwę dwutlenku krzemu z chemicznym osadzaniem z fazy gazowej wzmocnionej plazmą przez dwie minuty. Użyj pozytywnego fotorezystu, aby nałożyć maskę z 10 sekundami światła UV, a następnie wywołać. Wykonaj miękkie i twarde pieczenie.

Uformuj twardą maskę, zanurzając próbkę w buforowanym wytrawiaczu tlenkowym na 30 sekund, a następnie czyszcząc ją i susząc. Następnie wysusz poliimid za pomocą jonów reakcyjnych przez 20 minut. Usunąć warstwę tlenku za pomocą buforowanego wytrawiania tlenkowego, a następnie oczyścić i osuszyć próbkę.

Teraz zabierz próbkę do rozpylarki, aby zdeponować chrom i złoto. Następnie odkręć dodatni fotorezyst przed nałożeniem maski fotolitograficznej. Ta próbka była opracowywana przez jedną minutę i pieczona na twardo w temperaturze 110 stopni Celsjusza przez pięć minut.

Wytrawiaj warstwy chromu i złota mokrym wytrawiaczem przez 20 sekund, aby doprowadzić próbkę do tego stanu. Po wytrawieniu na mokro chromem i złotem należy zachować ostrożność podczas usuwania fotorezystu, w przeciwnym razie złoto może się odkleić. Drugi etap osadzania warstwy poliimidu i drugi etap metalizacji przebiegają dokładnie tak samo jak pierwszy.

Powlekaj i wyżarzaj drugą warstwę poliimidu, aby uzyskać warstwy, takie jak na tym schemacie. Osadzaj i modeluj warstwę tlenku krzemu jako twardą warstwę maski do trawienia na sucho. Następnie napyl 20 nanometrów chromu i 200 nanometrów złota przed ułożeniem wzoru.

Zacznij od dodania kolejnej warstwy poliimidu pokrytej spinem i wyżarzania jej. Użyj chemicznego osadzania z fazy gazowej wzmocnionego plazmą, aby zdeponować warstwę dwutlenku krzemu o grubości 650 nanometrów w ciągu ośmiu minut. Po odkręceniu dodatniego fotorezystu na próbce nałóż maskę z fotolitografią UV.

Wywołaj próbkę, wypal ją na twardo i ułóż wzór dwutlenku krzemu, zanurzając go w buforowanym wytrawiaczu tlenkowym. Użyj reaktywnego wytrawiania jonowego, aby wytrawić poliimid na sucho przez 75 minut, a następnie wytrawiaj krzem na sucho przez sześć minut za pomocą indukcyjnie sprzężonego, reagującego plazmowo wytrawiania jonowego. Nadszedł czas, aby wytrawić tlenkową warstwę protektorową.

Zanurzyć próbkę w 49% kwasie fluorowodorowym na 20 minut. Wyjąć, wypłukać i wysuszyć próbkę przed kontynuowaniem. Podczas wytrawiania warstwy protektorowej kwasem fluorowodorowym ważne jest monitorowanie postępu wytrawiania.

Upewnij się, że masz kurs, urządzenie może się odkleić. Teraz przytrzymaj próbkę za pomocą taśmy węglowej nałożonej na podłoże. Następnie przymocuj taśmę rozpuszczalną w wodzie do wzorzystej strony.

Następnie w mgnieniu oka zdejmij taśmę rozpuszczalną w wodzie. Zapobiega to pozostawaniu urządzenia na podłożu. Uzyskaj odgazowany PDMS w mieszaninie 10 do 1 prepolimeru do utwardzacza.

Należy również zaopatrzyć się w folię PET wystarczającą do pokrycia próbki. Obracaj folię za pomocą PDMS z prędkością 1 000 obr./min przez 30 sekund. Następnie piecz folię na płycie grzejnej w temperaturze 110 stopni Celsjusza przez 10 minut.

Po wykonaniu tej czynności umieść próbkę na taśmie rozpuszczalnej w wodzie i wystawiaj ją na działanie światła UV przez 30 sekund. Teraz pracuj zarówno z próbką, jak i filmem. Przymocuj taśmę rozpuszczalną w wodzie z próbką do folii PET pokrytej PDMS.

Za pomocą pipety ostrożnie upuść wodę na taśmę rozpuszczalną w wodzie, aby usunąć ją z folii. Użyj powolnego przepływu wody, aby zmieść taśmę rozpuszczalną w wodzie. Na koniec przytrzymaj próbkę kleszczami i osusz ją pistoletem do przedmuchiwania azotu.

Jest to układ fototranzystorów przed przeniesieniem na folię PET. Składa się z powtarzających się komórek fototranzystorowych przedstawionych na tym obrazie. Elektrody serpentynowe w obudowie z poliimidu umożliwiają rozciąganie urządzenia.

Oto urządzenie po przeniesieniu na folię PET powlekaną PDMS. Aby zmierzyć charakterystykę kroplówki w różnych warunkach, użyj zestawu podobnego do tego. Zwróć uwagę na definicję promienia krzywizny.

Są to pomiary charakterystyk IV układu fototranzystorów, o różnych promieniach krzywizny. Cechy elektryczne matrycy są niezależne od promienia krzywizny. Wykres ten przedstawia stosunek prądu fotologicznego do prądu ciemnego, w funkcji napięcia, dla różnych promieni krzywizny.

Zakres dynamiki wynosi około 600 lub więcej powyżej napięcia polaryzacji wynoszącego dwa wolty. Wstawka zawiera wykresy ciemnego prądu na testowanych krańcach krzywizny. Jego niska wartość powoduje wysoki zakres dynamiki.

Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu 48 godzin, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podczas próby wykonania tej procedury ważne jest, aby unikać wszelkich czynności, które mogą oderwać elektrody od podłoża. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak wytrawianie polimerów innymi gazami, jeśli można je stosować w innych warunkach niż te stosowane w trawieniu na sucho.

Po jej opracowaniu technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się elastycznymi urządzeniami do badania prób obrazowania inspirowanych biologią. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wyprodukować elastyczne urządzenie półprzewodnikowe. Nie zapominaj, że praca z niezbędnymi odczynnikami może być niezwykle niebezpieczna, a podczas wykonywania tej procedury należy zawsze zachować środki ostrożności, takie jak używanie masek, kapturów i nakryć głowy na stanowisku.