Name: fabrication of flexible image sensor based on lateral nipin phototransistors
Uploaded: 2018-06-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors at JoVE.com

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>

<ol>
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M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printable+nanostructured+silicon+solar+cells+for+high-performance,+large-area+flexible+photovoltaics.">Printable nanostructured silicon solar cells for high-performance, large-area flexible photovoltaics.</a> ACS Nano. 8 (10), 10507-10516 (2014).</li><li>Kang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+opto-fluidic+fluorescence+sensors+based+on+heterogeneously+integrated+micro-VCSELs+and+silicon+photodiodes.">Flexible opto-fluidic fluorescence sensors based on heterogeneously integrated micro-VCSELs and silicon photodiodes.</a> ACS Photonics. 3 (6), 912-918 (2016).</li><li>Van den Brand, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flexible+and+stretchable+electronics+for+wearable+health+devices.">Flexible and stretchable electronics for wearable health devices.</a> Solid-State Electronics. , 116-120 (2015).</li><li>Yu, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioresorbable+silicon+electronics+for+transient+spatiotemporal+mapping+of+electrical+activity+from+the+cerebral+cortex.">Bioresorbable silicon electronics for transient spatiotemporal mapping of electrical activity from the cerebral cortex.</a> Nature Materials. 15, 782-791 (2015).</li><li>Kim, M. S., Lee, G. J., Kim, H. M., Song, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parametric+optimization+of+lateral+NIPIN+phototransistors+for+flexible+image+sensors.">Parametric optimization of lateral NIPIN phototransistors for flexible image sensors.</a> Sensors. 17 (8), 1774 (2017).</li><li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stretchable+and+foldable+silicon+integrated+circuits.">Stretchable and foldable silicon integrated circuits.</a> Science. 320, 507-511 (2008).</li><li>Shin, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+an+integrated+fluorescence-detection+hybrid+device+with+photodiode+and+organic+light-emitting+diode.">Characterization of an integrated fluorescence-detection hybrid device with photodiode and organic light-emitting diode.</a> IEEE Electron Device Letters. 27 (9), 746-748 (2006).</li><li>Lu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics,+materials,+and+functionalities+of+biointegrated+electronics.">Mechanics, materials, and functionalities of biointegrated electronics.</a> The Bridge. 43 (4), 31-38 (2013).</li><li>Burghartz, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-thin+chip+technology+and+applications,+a+new+paradigm+in+silicon+technology.">Ultra-thin chip technology and applications, a new paradigm in silicon technology.</a> Solid-State Electronics. 54 (9), 818-829 (2010).</li><li>Shin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromechanics+and+advanced+designs+for+curved+photodetector+arrays+in+hemispherical+electronic-eye+cameras.">Micromechanics and advanced designs for curved photodetector arrays in hemispherical electronic-eye cameras.</a> Small. 6 (7), 851-856 (2010).</li><li>Jung, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paraboloid+electronic+eye+cameras+using+deformable+arrays+of+photodetectors+in+hexagonal+mesh+layouts.">Paraboloid electronic eye cameras using deformable arrays of photodetectors in hexagonal mesh layouts.</a> Applied Physics Letters. 96 (2), 21110 (2010).</li></ol>

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,<...

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>karl suss</td><td>MJB3 UV400 MASK ALIGNER</td><td>Mask aligner</td></tr><tr><td>80 plus RIE</td><td>Oxford instruments</td><td>Plasmalab 80 Plus for RIE</td><td>ICP-RIE</td></tr><tr><td>80 plus PECVD</td><td>Oxford instruments</td><td>Plasmalab 80 Plus forPECVD,</td><td>PECVD</td></tr><tr><td>SF-100ND</td><td>Rhabdos Co., Ltd.</td><td>SF-100ND</td><td>Spin coater</td></tr><tr><td>Polyimide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>575771</td><td>Poly(pyromellitic dianhydride-co-4,4&amp;prime;-oxydianiline), amic acid solution</td></tr><tr><td>SOI (silicon on insulator) wafer, 8inch</td><td>Soitec</td><td>SOI (silicon on insulator) wafer, 8inch</td><td>8inch SOI Wafer (silicon Thickness: 1.25&amp;mu;m)</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td><td>3051</td><td>Acetone</td></tr><tr><td>Isopropyl Alcohol (IPA)</td><td>Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td><td>4614</td><td>Isopropyl Alcohol (IPA)</td></tr><tr><td>Buffered Oxide Etch 6:1</td><td>Avantor</td><td>1278</td><td>Buffered Oxide Etch 6:1</td></tr><tr><td>HSD150-03P</td><td>Misung Scientific Co., Ltd</td><td>HSD150-03P</td><td>Hot plate</td></tr><tr><td>AZ5214</td><td>Microchemical</td><td>AZ5214</td><td>Photoresist</td></tr><tr><td>MIF300</td><td>Microchemical</td><td>MIF300</td><td>Developer</td></tr><tr><td>SYLGARD184</td><td>Dow Corning</td><td>SYLGARD184</td><td>Polydimethylsiloxane elastomer</td></tr><tr><td>Hydrofluoric Acid&amp;nbsp;</td><td>Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td><td>2919</td><td>Hydrofluoric Acid&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>CR-7</td><td>KMG Chemicals, Inc</td><td>210023</td><td>Chrome mask etchant</td></tr><tr><td>MFCD07370792</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>651842</td><td>Gold etchant</td></tr></tbody></table>

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 ?...

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Fabrication of Flexible Image Sensor Based on Lateral NIPIN Phototransistors

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.

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

fabrication-flexible-image-sensor-based-on-lateral-nipin

Research

JoVE Journal

Engineering

7.7K 조회수.  Gwangju Institute of Science and Technology. 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.

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Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

벌크 이종 접합 태양 전지의 인쇄 제작 및<em&gt; 현장에서</em&gt; 형태학 특성

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

연구

공학

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal inks. For the photoactive absorber layer, colloidal CdTe and CdSe nanocrystals (3-5 nm) are synthesized using an inert hot injection technique and cleaned with precipitations to remove excess starting reagents. Similarly, gold nanocrystals (3-5 nm) are synthesized under ambient conditions and dissolved in organic solvents. In addition, precursor solutions for transparent conductive indium tin oxide (ITO) films are prepared from solutions of indium and tin salts paired with a reactive oxidizer. Layer-by-layer, these solutions are deposited onto a glass substrate following annealing (200-400 &#176;C) to build the nanocrystal solar cell (glass/ITO/CdSe/CdTe/Au). Pre-annealing ligand exchange is required for CdSe and CdTe nanocrystals where films are dipped in NH4Cl:methanol to replace long-chain native ligands with small inorganic Cl- anions. NH4Cl(s) was found to act as a catalyst for the sintering reaction (as a non-toxic alternative to the conventional CdCl2(s) treatment) leading to grain growth (136&#177;39 nm) during heating. The thickness and roughness of the prepared films are characterized with SEM and optical profilometry. FTIR is used to determine the degree of ligand exchange prior to sintering, and XRD is used to verify the crystallinity and phase of each material. UV/Vis spectra show high visible light transmission through the ITO layer and a red shift in the absorbance of the cadmium chalcogenide nanocrystals after thermal annealing. Current-voltage curves of completed devices are measured under simulated one sun illumination. Small differences in deposition techniques and reagents employed during ligand exchange have been shown to have a profound influence on the device properties. Here, we examine the effects of chemical (sintering and ligand exchange agents) and physical treatments (solution concentration, spray-pressure, annealing time and annealing temperature) on photovoltaic device performance.

This protocol describes the synthesis and solution deposition of inorganic nanocrystals layer by layer to produce thin film electronics on non-conductive surfaces. Solvent-stabilized inks can produce complete photovoltaic devices on glass substrates via spin and spray coating following post-deposition ligand exchange and sintering.

완전 해결 가공 된 무기 나노 결정 태양 광 발전 장치의 제작

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

Fabrication and Testing of Photonic Thermometers

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being leveraged for developing sophisticated photonic sensors. Silicon photonic sensors seek to exploit the strong confinement of light in nano-waveguides to transduce changes in physical state to changes in resonance frequency. In the case of thermometry, the thermo-optic coefficient, i.e., changes in refractive index due to temperature, causes the resonant frequency of the photonic device such as a Bragg grating to drift with temperature. We are developing a suite of photonic devices that leverage recent advances in telecom compatible light sources to fabricate cost-effective photonic temperature sensors, which can be deployed in a wide variety of settings ranging from controlled laboratory conditions, to the noisy environment of a factory floor or a residence. In this manuscript, we detail our protocol for the fabrication and testing of photonic thermometers.

We describe the process of fabrication and testing of photonic thermometers.

제조 및 광 온도계의 테스트

In recent years, a push for developing novel silicon photonic devices for telecommunications has generated a vast knowledge base that is now being ...

화학

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D materials is still in nascent stages, scientists cannot fully rely on traditional semiconductor techniques for related research. Delicate processes from locating the materials to electrode definition need to be well controlled. In this article, a universal fabrication protocol required in manufacturing nanoscale electronics, such as 2D quasi-heterojunction bipolar transistors (Q-HBT), and 2D back-gated transistors are demonstrated. This protocol includes the determination of material position, electron beam lithography (EBL), metal electrode definition, et al. A step by step narrative of the fabrication procedures for these devices are also presented. Furthermore, results show that each of the fabricated devices has achieved high performance with high repeatability. This work reveals a comprehensive description of process flow for preparing 2D nano-electronics, enables the research groups to access this information, and pave the way toward future electronics.

The article aims to introduce a standard and reliable fabrication procedure for the development of future low dimensional nanoelectronics.

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a photomask consisting of embedded micro-lenses. Embedded micro-lenses were found to influence MN geometry (sharpness). Robust MN arrays with tip diameters ranging between 41.5 &#181;m &#177; 8.4 &#181;m and 71.6 &#181;m &#177; 13.7 &#181;m, with two different lengths (1,336 &#181;m &#177; 193 &#181;m and 957 &#181;m &#177; 171 &#181;m) were fabricated. These MN arrays may provide potential applications in delivery of low molecular and macromolecular therapeutic agents through skin.

Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.

포토 리소그래피에 의해 고분자 미세 바늘 어레이 제작

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a ...

생체공학

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, three substrates (acrylate, ceramics, and copper) are prepared. To determine the resulting material properties of these substrates, profilometer, contact angle, scanning electron microscope (SEM), and focused ion beam (FIB) measurements are done. The achievable printing resolution and suitable drop volume for each substrate are, then, found through the drop size tests. Then, layers of insulating and conductive ink are inkjet printed alternately to fabricate the target sensor structures. After each printing step, the respective layers are individually treated by photonic curing. The parameters used for the curing of each layer are adapted depending on the printed ink, as well as on the surface properties of the respective substrate. To confirm the resulting conductivity and to determine the quality of the printed surface, four-point probe and profilometer measurements are done. Finally, a measurement set-up and results achieved by such an all-printed sensor system are shown to demonstrate the achievable quality.

Here we present a protocol for the fabrication of inkjet-printed multilayer sensor structures on additively manufactured substrates and foil.

스마트 센서의 제조에 인쇄 하는 하이브리드

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

Characterization of SiN Integrated Optical Phased Arrays on a Wafer-Scale Test Station

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for moving mechanical parts. This technology is particularly useful for beam steering applications. Here, we focus on OPAs integrated into SiN photonic circuits for a wavelength in the near infrared. A characterization method of such circuits is presented, which allows the output beam of integrated OPAs to be shaped and steered. Furthermore, using a wafer-scale characterization setup, several devices can easily be tested across multiple dies on a wafer. In this way, fabrication variations can be studied, and high-performance devices identified. Typical images of OPA beams are shown, including beams emitted from OPAs with and without a uniform waveguide length, and with varying numbers of channels. In addition, the evolution of output beams during the phase optimization process and beam steering in two dimensions is presented. Finally, a study of the variation in the beam divergence of identical devices is performed with respect to their position on the wafer.

Here, we describe the operation of a SiN integrated photonic circuit containing optical phased arrays. The circuits are used to emit low divergence laser beams in the near infrared and steer them in two dimensions.

웨이퍼 스케일 테스트 스테이션에서 SiN 통합 광학 위상 어레이의 특성화

Optical phased arrays (OPAs) can produce low-divergence laser beams and can be used to control the emission angle electronically without the need for ...

High-Contrast and Fast Photorheological Switching of a Twist-Bend Nematic Liquid Crystal

Smart viscoelastic materials that respond to specific stimuli are one of the most attractive classes of materials important to future technologies, such as on-demand switchable adhesion technologies, actuators, molecular clutches, and nano-/microscopic mass transporters. Recently it was found that through a special solid-liquid transition, rheological properties can exhibit significant changes, thus providing suitable smart viscoelastic materials. However, designing materials with such a property is complex, and forward and backward switching times are usually long. Therefore, it is important to explore new working mechanisms to realize solid-liquid transitions, shorten the switching time, and enhance the contrast of rheological properties during switching. Here, a light-induced crystal-liquid phase transition is observed, which is characterized by means of polarizing light microscopy (POM), photorheometry, photo-differential scanning calorimetry (photo-DSC), and X-ray diffraction (XRD). The light-induced crystal-liquid phase transition presents key features such as (1) fast switching of crystal-liquid phases for both forward and backward reactions and (2) a high contrast ratio of viscoelasticity. In the characterization, POM is advantageous in offering information on the spatial distribution of LC molecule orientations, determining the type of liquid crystalline phases appearing in the material, and studying the orientation of LCs. Photorheometry allows measurement of a material&#8217;s rheological properties under light stimuli and can reveal the photorheological switching properties of materials. Photo-DSC is a technique to investigate thermodynamic information of materials in darkness and under light irradiation. Lastly, XRD allows studying of microscopic structures of materials. The goal of this article is to clearly present how to prepare and measure the discussed properties of a photorheological material.

This protocol demonstrates the preparation of a photorheological material that exhibits a solid phase, various liquid crystalline phases, and an isotropic liquid phase by increasing temperature. Presented here are methods for measuring the structure-viscoelasticity relationship of the material.

트위스트 벤드 네매틱 액정의 고대비 및 빠른 광역학 스위칭

Smart viscoelastic materials that respond to specific stimuli are one of the most attractive classes of materials important to future technologies, such ...

Fabrication and Testing of Miniature Automatic Photophoretic Trapping Rigs

This paper presents an automated, rapid-fab-compatible, photophoretic trap test rig to enable the democratization and crowdsourcing of volumetric display research. The rig can be constructed within 2 h using a laser cutter, 3-dimensional (3D) printer, and common hand tools. In its current form, the rig can be used to test the following critical parameters: particle type, trap type, numerical aperture, and airflow at a rate of approximately 250 samples per hour. With minor modification, the rig can be made to test an even larger set of parameters, such as laser power and laser wavelength, depending on the user's needs. The rig can use machine vision for automated data capture and analysis. The operation and construction of the test rig are described with concise, easy-to-follow steps. Results from a four-unit test rig 'farm' covering the power and particle type parameters are reported. This platform will broaden the scope and composition of optical trap display parameters and researchers through accessibility and democratization.

This work describes and characterizes the fabrication of miniature automatic photophoretic trapping rigs.

미니어처 자동 광영동 트래핑 리그의 제조 및 테스트

This paper presents an automated, rapid-fab-compatible, photophoretic trap test rig to enable the democratization and crowdsourcing of volumetric display ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices cannot be worn under everyday conditions. Therefore, textiles are commonly considered the best substrate to accommodate electronic devices in wearable use. In this paper, we describe how to selectively pattern organic electroactive materials on textiles from a solution in an easy and scalable manner. This versatile deposition technique enables the fabrication of wearable organic electronic devices on clothes.

In this paper, we present a protocol to selectively deposit organic materials on textiles, which allows for the direct integration of organic electronic devices with wearables. The fabricated devices can be fully integrated in textiles, respecting their mechanical appearance and enabling sensing capabilities.

섬유에 유기 전자 장치를위한 간편하고 확장 가능한 제조 방법

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...