横 NIPIN フォト トランジスタを用いた柔軟な画像センサーの作製

生体イメージング システムは、従来イメージング システム^1,2,3,4、5と比較して多くの利点を提供できます。網膜や半球のシャコは、生体の視覚系^1,2,6の実質的なコンポーネントです。動物の目の重要な要素を模倣する曲線のイメージ センサーは、低収差⁷と光学系のコンパクトでシンプルな構成を提供できます。加工技術、材料、ナノ材料/有機^8,9,10、11,など本質的に柔らかい材料の使用などの多様な進歩¹²半導体シリコン (Si)、ゲルマニウム (Ge)^{1,2,3,13,14などへの変形構造の導入 15,16,17}, 湾曲したイメージ センサーを実現します。その中でも、Si ベースのアプローチは、豊富な材料、成熟した技術、安定性、および光学的/電気的優位性などの固有の利点を提供します。このため、Si は本質的な剛性と脆性、Si ベースの柔軟な電子広く研究されている柔軟なオプトエレクトロニクス^18,19,20等のさまざまな用途湾曲したイメージ センサー^1,2,3ともウェアラブル医療機器^21,22を含みます。

最近の研究では、分析し、薄膜 Si 受光素子配列²³の電気的性能を向上します。その研究では、湾曲した光検出器アレイの最適な単位セルはフォト ダイオードとブロッキング ダイオードで構成されるフォト トランジスタ (PTR) タイプです。ベース接合の利得を生成された光電流増幅し、それゆえそれは薄膜の構造と電気的性能を向上させるためにルートを展示します。単一のセルに加えて薄膜構造は光検出器のノイズとして考慮される暗電流の抑制に適しています。ドーピング濃度について 10¹⁵ cm^-3より大きい濃度はダイオード特性ことができます 10^{-3 23 W/cm2以上の光の強度を維持する優れた性能を達成するために十分です}.また、PTR の単一のセル列の低ノイズを持っているし、光学的/電気的安定のフォト ダイオードと比較してプロパティ。これらの設計ルールに基づき、シリコン ・ オン ・ インシュレーター (SOI) ウエハーを用いた薄膜 Si シモノフから構成される柔軟な光検出器の配列を設計・試作しました。一般に、柔軟な画像センサーの重要な設計ルールは系統が小さな r²⁴ゼロ構造の厚さを介して位置を定義する中立的な機械的平面概念です。波状形状電極を完全に可逆的張出し性を提供するため、別の重要なポイントは、電極の蛇紋岩ジオメトリです。これら 2 つの重要な設計概念による光検出器の配列は柔軟性と伸縮性をすることができます。半球状または動物目²網膜のような湾曲した形状に受光素子配列の 3 D 変形を促進します。

この作品では、半導体製造プロセス (例えば、ドーピング、エッチング、蒸着) を用いた曲線の PTR アレイの作製のためのプロセスの詳細を転写印刷。また、我々 は-V 曲線の面で 1 つの PTR を特徴付けます。作製法、個々 の細胞の解析に加えて変形後の状態でポインター配列の電気的機能を解析しました。