具有梯度波纹结构的硅基可延展柔性PN结

发布时间：2021-02-03 06:02

　　在利用旋涂掺杂工艺制备基于硅单晶薄膜条带的PN结结构基础上,通过将条带转印至预拉伸柔性基底的方法,使具有PN结结构的硅单晶条带在柔性基底预应变释放后受力屈曲,得到了具有波纹结构的可延展柔性PN结器件。三维轮廓表征结果表明,非规则对称梯形硅单晶薄膜条带在柔性基底被释放后形成了振幅和波长渐变分布的梯度波纹结构。通过对不同退火时间所制备的PN结进行I-V特性表征,观察到PN结正向电流与掺杂时间呈正相关,但过长的掺杂时间会导致PN结单向导通性能下降。最后,在不同宏观拉伸应变下对具有梯度波纹结构的可延展柔性PN结进行了I-V特性表征,测试结果表明梯度波纹结构能够在一定的宏观拉伸应变下保持器件性能稳定,展示了该结构在柔性电子领域的应用潜力。 

【文章来源】：电子元件与材料. 2020,39(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

柔性可延展PN结制备流程图

图1 柔性可延展PN结制备流程图在SOI基底上完成PN结条带的制备后,为了将条带结构从SOI基底上剥离,将其置于HF蒸气环境中进行刻蚀,以去除中间埋氧层(SiO2层)。随后,采用基体与固化剂质量比为5∶1的PDMS作为印章,将条带转移至印章上。与此同时,按基体与固化剂质量比20∶1进行PDMS目的基底的制备。为了向目的基底中引入预拉伸应变,将经过紫外表面处理的目的基底在130 ℃下加热10 min,使基底受热产生膨胀(约3.57%)。将印章与膨胀后的基底贴合并缓慢匀速揭起印章,条带即可从印章上成功转移至基底,完成转印过程。转印完成后,将基底自然冷却至室温(15 ℃)。此时基底缓慢回缩,条带受基底回缩力作用发生屈曲,最终形成波纹结构。

宏观拉伸应变对可延展柔性PN结I-V特性的影响。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3016018