Advanced Materials Technologies: 光化学方法实现高效可控程序化转印技术

柔性可延展无机电子集成器件是未来集成电子器件的重要发展方向之一,通过在柔性衬底上可控集成硬质无机半导体材料,可以实现诸如生物电子器件、表皮电子、瞬态电子器件、可变形光电子器件等传统半导体电子器件无法实现的新颖应用,将在健康医疗、脑机融合、物联网等领域产生巨大影响。

转印技术(transfer printing)是柔性可延展无机电子器件最关键的制备方法,该技术利用印章将微纳级电子器件的功能部分从其生长基体转移到柔性衬底上实现无机材料和器件的柔性和可延展性。然而,现有的转印技术工艺复杂并且无法实现高效、高保真的方式实现区域化转印,制约了柔性可延展无机电子集成器件的进一步发展。

中国科学技术大学徐航勋教授与清华大学冯雪教授团队近期合作发展了一种低成本、易于操作的方法来实现高效率、高保真、程序可控的转印技术—光化学转印技术。该技术基于一种可以在固态状态下发生光化学反应从而实现界面粘度调控的高分子粘合剂。该粘合剂不仅具有合适的粘度可以从母体基底上提取各类功能器件和材料(如单晶硅、金属薄膜和高分子胶体等),而且能够在紫外光照下迅速发生化学反应失去粘附力将功能器件高效率、高质量地转移到各种柔性衬底材料上。同时,利用光化学法高精度时空分辨能力,该技术能够简单实现选择性程序化可控转印过程。此外,该光化学转印技术可以实现在同一印章上的连续可控转印过程。此项研究将会提供一种用于柔性可延展无机电子集成器件规模化制备且与现有半导体加工工艺兼容的转印技术。

剂不仅具有合适的粘度可以从母体基底上提取各类功能器件和材料(如单晶硅、金属薄膜和高分子胶体等),而且能够在紫外光照下迅速发生化学反应失去粘附力将功能器件高效率、高质量地转移到各种柔性衬底材料上。同时,利用光化学法高精度时空分辨能力,该技术能够简单实现选择性程序化可控转印过程。此外,该光化学转印技术可以实现在同一印章上的连续可控转印过程。此项研究将会提供一种用于柔性可延展无机电子集成器件规模化制备且与现有半导体加工工艺兼容的转印技术。

相关工作以“A Photochemical Approach toward High-Fidelity Programmable Transfer Printing”为题,在线发表在Advanced Materials Technologies (DOI: 10.1002/ admt.201900163)上,第一作者为张颖博士。