Name: fabrication of flexible image sensor based on lateral nipin phototransistors
Uploaded: 2018-06-23T14:00:00
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...

<ol>
	<li>Ko, H. C., 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=A+hemispherical+electronic+eye+camera+based+on+compressible+silicon+optoelectronics.">A hemispherical electronic eye camera based on compressible silicon optoelectronics.</a> Nature. 454, 748-753 (2008).</li><li>Song, Y. 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A., 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=Development+and+application+of+spherically+curved+charge-coupled+device+imagers.">Development and application of spherically curved charge-coupled device imagers.</a> Applied Optics. 54 (10), 3072-3082 (2015).</li><li>Guenter, B., 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=Highly+curved+image+sensors:+a+practical+approach+for+improved+optical+performance.">Highly curved image sensors: a practical approach for improved optical performance.</a> Optics Express. 25 (12), 13010-13023 (2017).</li><li>Wu, T., 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=Design+and+fabrication+of+silicon-tessellated+structures+for+monocentric+imagers.">Design and fabrication of silicon-tessellated structures for monocentric imagers.</a> Microsystems &amp; Nanoengineering. 2, 16019 (2016).</li><li>Yoon, 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+concentrator+photovoltaics+based+on+microscale+silicon+solar+cells+embedded+in+luminescent+waveguides.">Flexible concentrator photovoltaics based on microscale silicon solar cells embedded in luminescent waveguides.</a> Nature Communications. 2, 343 (2011).</li><li>Lee, S. 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. 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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>

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 border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="757">
	<tbody>
		<tr height="76">
			<td height="76" style="height:76px;width:216px;">MBJ3</td>
			<td style="width:185px;">karl suss</td>
			<td style="width:129px;">MJB3 UV400 MASK ALIGNER</td>
			<td style="width:227px;">Mask aligner</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">80 plus RIE</td>
			<td style="width:185px;">Oxford instruments</td>
			<td style="width:129px;">Plasmalab 80 Plus for RIE</td>
			<td style="width:227px;">ICP-RIE</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">80 plus PECVD</td>
			<td style="width:185px;">Oxford instruments</td>
			<td style="width:129px;">Plasmalab 80 Plus forPECVD,</td>
			<td style="width:227px;">PECVD</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">&#160;SF-100ND</td>
			<td style="width:185px;">Rhabdos Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;">SF-100ND</td>
			<td style="width:227px;">Spin coater</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Polyimide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">575771</td>
			<td style="width:227px;">Poly(pyromellitic dianhydride-co-4,4&#8242;-oxydianiline), amic acid solution</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">SOI (silicon on insulator) wafer, 8inch</td>
			<td style="width:185px;">Soitec</td>
			<td style="width:129px;">SOI (silicon on insulator) wafer, 8inch</td>
			<td style="width:227px;">8inch SOI Wafer (silicon Thickness: 1.25&#956;m)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:185px;">Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;">3051</td>
			<td style="width:227px;">Acetone</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Isopropyl Alcohol (IPA)</td>
			<td style="width:185px;">Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;">4614</td>
			<td style="width:227px;">Isopropyl Alcohol (IPA)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Buffered Oxide Etch 6:1</td>
			<td style="width:185px;">Avantor</td>
			<td style="width:129px;">1278</td>
			<td style="width:227px;">Buffered Oxide Etch 6:1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HSD150-03P</td>
			<td style="width:185px;">Misung Scientific Co., Ltd</td>
			<td style="width:129px;">HSD150-03P</td>
			<td style="width:227px;">Hot plate</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AZ5214</td>
			<td style="width:185px;">Microchemical</td>
			<td style="width:129px;">AZ5214</td>
			<td>Photoresist</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MIF300</td>
			<td style="width:185px;">Microchemical</td>
			<td style="width:129px;">MIF300</td>
			<td>Developer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SYLGARD184</td>
			<td style="width:185px;">Dow Corning</td>
			<td style="width:129px;">SYLGARD184</td>
			<td>Polydimethylsiloxane elastomer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Hydrofluoric Acid&#160;</td>
			<td style="width:185px;">Duksan Pure Chemicals Co., Ltd.</td>
			<td style="width:129px;">2919</td>
			<td>Hydrofluoric Acid&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CR-7</td>
			<td style="width:185px;">KMG Chemicals, Inc</td>
			<td style="width:129px;">210023</td>
			<td>Chrome mask etchant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MFCD07370792</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:129px;">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, ...

Research

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Engineering

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연구

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유연한 유기 단결정 기반 전계 효과 트랜지스터의 전기적 특성에 영향 절곡

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제조 및 반 데르 발스 Heteroepitaxy에 따라 유연한 Ferroelectric 요소에 대 한 측정 방법

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

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Fabrication of Surface Acoustic Wave Devices on Lithium Niobate

리튬 니오바테에 표면 음향 파 장치의 제조

Manipulation of fluids and particles by acoustic actuation at small scale is aiding the rapid growth of lab-on-a-chip applications. Megahertz-order ...

In Situ Transmission Electron Microscopy with Biasing and Fabrication of Asymmetric Crossbars Based on Mixed-Phased a-VOx

In Situ Transmission Electron Microscopy with Biasing and Fabrication of Asymmetric Crossbars Based on Mixed-Phased a-VOx

혼합 위상 a-VOx에 따라 비대칭 크로스바의 바이어스 및 제조와 시투 전송 전자 현미경 검사법

Resistive switching crossbar architecture is highly desired in the field of digital memories due to low cost and high-density benefits. Different ...

Fabrication of a Fabry-P&#233;rot Etalon for Application in Trace-Gas Spectroscopy

Fabrication of a Low-Cost, Fiber-Coupled, and Air-Spaced Fabry-P&#233;rot Etalon

저비용, 섬유 결합 및 공기 간격 Fabry-Pérot Etalon 제작

Fabry-P&#233;rot etalons (FPE) have found their way into many applications. In fields such as spectroscopy, telecommunications, and astronomy, FPEs are ...

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes for Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing

Microfluidic Channel-Based Soft Electrodes and Their Application in Capacitive Pressure Sensing (Video) | JoVE 

미세유체 채널 기반 연질 전극 및 용량성 압력 감지에서의 적용

Flexible and stretchable electrodes are essential components in soft artificial sensory systems. Despite recent advances in flexible electronics, most ...

Revolutionizing Stroke Rehabilitation with Enhanced Grasping and Finger Recovery

A Flexible Wearable Supernumerary Robotic Limb for Chronic Stroke Patients

Enhancing Grasping Abilities for Hemiplegic Patients with Flexible Robotic Limbs (Video) | JoVE

만성 뇌졸중 환자를 위한 유연한 웨어러블 Supernumerary Robotic Limb

In this study, we present a flexible wearable supernumerary robotic limb that helps chronic stroke patients with finger rehabilitation and grasping ...