混合方法对非常薄的硅印刷互联和传感器。
柔性电子元件已经提出了各种各样的应用程序,从脉冲和活动监视测量电解质平衡。这使得推广困难,但大多数提出设备涉及的一些组合传感器,一个电源,车载电子数据存储和分析,和某种形式的通信配置和数据传输。
柔性电子元件提供成本和可用性优于刚性同行。(因为这个原因,本文区分了灵活的电子产品和其他类型的可穿戴电子产品,如智能手表。)因为数据从灵活的电子产品可以用来支持慢性病患者的治疗决策,准确和一致的测量是必不可少的。一片弯曲和拉伸皮肤更容易穿始终比大,笨重的设备。电子产品用印刷技术可能更便宜,也是一个同样重要的考虑如果设备需要一次性卫生原因。
灵活性和性能之间的权衡很快变得明显,。同时可打印半导体取得了很大的进步在过去的几年里,他们不能匹配的能力领先的硅。由于这个原因,许多观察家希望灵活的电子产品使用混合动力技术,搭配非常薄的硅逻辑与印刷互联和通信电路,传感器和电源。
这种混合集成方案要求将硅电路的能力,柔性衬底上没有损坏。阿卜杜拉Alharbi,纽约大学的一名研究生,解释在12月的IEEE会议电子设备,传输技术主要分为三种类型。第一类,蛮力方法,使用机械和/或化学抛光薄的半导体。第二个,外延层升空,取决于选择性横向切除嵌入式牺牲层,例如通过蚀刻。
第三个方法,是机械通过基体开裂剥落,也称为剥落。控制剥落首次存款亚稳态膜具有高断裂韧性和内在的拉应力到衬底上。例如,这组沉积预加力镍在极薄的绝缘体(ETSOI)设备。ETSOI是可取的,因为它提供了低短沟道效应,为优化允许设计者使用身体的偏见,不需要通道掺杂。
接下来,他们使用一个灵活的胶带把镍层直到底层衬底失败,开裂约20微米以下埋氧化。容易扩展,这是一个室温的过程,适用于任何脆弱的衬底。
应变工程前沿流程流的一个重要特性,但小的工作已经完成在灵活应变工程设备。控制剥落,半导体经历从基质释放后残余压缩应变。在砷化镓,这种应变可以用来调整带隙。例如,纽约大学研究人员制造灵活的砷化镓太阳能电池能量收获调优的能带隙优化预期光照条件。
混合电子有吸引力,因为所有印刷电子可能限于几百晶体管由于产量的限制和他们需要的广大地区。最好的印刷电路在数十微米线宽。然而,印刷电子产品可以提供重要的优势极其敏感的应用,如一次性传感器接受筛查。的载流子迁移率高达12厘米2/ V-sec,无定形铟镓氧化锆(a-IGZO)与多晶硅和n型半导体印刷是一个领先的候选人。不幸的是,根据Imec的保罗Heremans,努力找到一个互补p型半导体有限的成功。
到目前为止最好的候选人材料是SnO,最好的载流子迁移率为4.6厘米2/ V-sec。集成的SnO a-IGZO互补逻辑已被证实,但结果是贫穷。SnO的缺点包括多晶结构和n型SnO的存在2在沉积膜和金属锡。筛选候选人的从头开始学了(K, Na)2Sn2O3B6O, ZrOS作为有前途的潜在的替代品。然而,在进一步的模拟,这些材料的无定形化导致定位孔。因此,这些材料不太可能提供band-like承运人运输所需的半导体器件。
另外,Kuniharu武井在大阪大学的小组使用碳纳米管和气急败坏的a-IGZO p型和n型半导体电极分别与Cr /非盟源和下水道。聚酰亚胺提供钝化和应变松弛层。演示的碳纳米管薄膜晶体管载流子迁移率为9.95厘米2/ V-sec,球场的商业有用的设备。设备通道100微米长400微米宽,为未来留个空间力量和地区储蓄通过收缩过程。
是典型的电子器件会议,这里讨论的设备是概念的原型和生产证明。医疗传感器特别是面临一个特别漫长的商业应用。不过,这些文件显示,新兴技术平台支持灵活的电子可能会发现的许多不同的用途。
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