美國斯坦福大學(xué)(StanfordUniversity)的研究人員近日開發(fā)出一種創(chuàng)新的晶圓等級(wafer-scale)剝離(lift-off)工藝,能在可重復(fù)使用的硅晶圓上制作納米線電路,然后將之移植到任意形狀的、采用任何一種材料的襯底上。
該研究團隊是由斯坦福大學(xué)教授XiaolinZheng所率領(lǐng),他們聲稱,這種柔性電路裝置能用以制造包括纖薄如紙的顯示器、太陽能電池,以及可直接貼附在受測樣本上的生物醫(yī)療傳感器。“我們能讓電路裝置在不受到任何損傷的情況下移植;”Zheng表示,“這種拆卸過程能在室溫下完成,而且只需數(shù)秒。”
該種創(chuàng)新工藝的關(guān)鍵,是在一片已經(jīng)預(yù)先涂布絕緣二氧化硅的施體(donor)硅晶圓上,沉積一層鎳犧牲層(sacrificialnickellayer);接下來再將一層厚度僅800納米的柔性聚合物沉積在鎳犧牲層上,之后就可制作包括FET、二極體與電阻等納米線電路。當(dāng)電路制作完成,將晶圓片浸入水中,就能將鎳犧牲層與聚合物基板上的電路分離。
然后整套電路能被轉(zhuǎn)移至幾乎所有材質(zhì)的基板上,包括紙、塑膠、玻璃或是金屬;“這種剝離制程只會將鎳從硅晶圓片上分離;”Zheng解釋:“而鎳犧牲層之后可進行蝕刻,將聚合物剝離。”
研究人員表示,制程中所使用的硅晶圓片不會有損傷,因此能被多次重復(fù)使用;該施體晶圓片僅需在每次使用之前重覆涂上一層鎳。至于剝離的納米線電路長度僅有2微米,能被置放在幾乎任何形狀的基板上,且不會有卷曲損傷。
該種電路也能進行剝離與重覆使用,可應(yīng)用在直接貼附在受測體(如心臟)的生物醫(yī)療傳感器上,然后再移除、重復(fù)使用于其他病患。Zheng是與博士研究生ChiHwanLee、DongRipKim共同進行上述研究。