A scalable flexible inorganic optoelectronic devices and a preparation method thereof. The method comprises the following steps: the growth of epitaxial material on the substrate, and etching to form a plurality of optoelectronic devices unit, preparation of contact electrode in many optoelectronic devices unit; the formation of polymer metal polymer interconnect structure in the gap between a plurality of optoelectronic devices unit and, through the contact electrode forming electrical interconnection; spin coating film on polymer metal interconnect structure polymer, and the removal of the film selectively developing the above structure; adhere to the pre stretching and fixed flexible stretchable substrate, and etching growth of epitaxial materials; removing film remaining, gradually the release of pre tension and flexible stretchable substrate fixed, forming warp structure, complete device fabrication. The preparation method of ductile and flexible inorganic optoelectronic devices, and has high ductility and high duty ratio characteristics.
【技术实现步骤摘要】
可延展柔性无机光电子器件及其制备方法
本专利技术属于光电子器件制备领域,更具体地涉及一种可延展柔性无机光电子器件及其制备方法。
技术介绍
随着可穿戴电子的发展,柔性电子器件越来越受到重视。当可穿戴电子的发展追求极致时,电子皮肤的概念应运而生。这是一种具有可延展柔性、能随人体皮肤一起伸展和褶皱的薄膜电子器件。这种器件在实现与人体完美贴合的同时,还具备高性能。这一类的柔性电子器件与传统的电子器件在应用上的创新也使得其评价指标不同于传统的电子器件。美国UIUC大学材料系教授John.A.Rogers和美国西北大学的黄永刚教授合作研发了可延展柔性无机光电子器件,其提出的岛-桥结构和蛇形互连导线结构使得这种器件在100%的拉伸形变下性能不发生退化,且可以重复测试。柔性电子器件正向着更高的可延展性和更高的集成度方向发展。然而,集成度和可延展性正是相互制约的两个因素。集成度越高,器件有效面积内允许存在的互连导线长度越短,因此允许的拉伸形变范围就受到了极大抑制。三维折纸结构在近两年被引入微纳加工领域,这使得难以加工三维形貌的微纳制备领域有了低成本高效率的解决方案。这种三维折纸结构设计,建立了二维图形和三维形貌的关系,已经被用于三维线圈、三维光学腔和三维柔性可延展导线的设计,在新颖微纳加工方面具有极其广阔的发展空间,但此结构存在集成度和可延展性不能同时提高的矛盾,利用折纸结构将垂直方向的空间利用起来就成为了一个突破方向。目前已经报道的采用折纸结构的柔性电子器件多还集中在利用三维的弯曲互连导线对可延展性的提高,然而面对提高集成度这一需求还未见报道。现有技术下,占空比和可延展性 ...
【技术保护点】
一种可延展柔性无机光电子器件的制备方法,包括以下步骤:步骤1、在衬底上生长外延材料,并刻蚀形成多个光电子器件单元,在所述多个光电子器件单元上制备接触电极;步骤2、在所述接触电极及多个光电子器件单元之间的间隙中形成聚合物‑金属‑聚合物互连结构;步骤3、在所述聚合物‑金属‑聚合物互连结构上旋涂胶膜,并对所述胶膜选择性显影去除;步骤4、将步骤3制备的结构黏附于预拉伸并固定的柔性可延展衬底上,并腐蚀去除所述生长有外延材料的衬底;步骤5、去除步骤3中剩余的胶膜,逐渐释放所述预拉伸并固定的柔性可延展衬底,形成翘曲结构,完成器件制备。
【技术特征摘要】
1.一种可延展柔性无机光电子器件的制备方法,包括以下步骤:步骤1、在衬底上生长外延材料,并刻蚀形成多个光电子器件单元,在所述多个光电子器件单元上制备接触电极;步骤2、在所述接触电极及多个光电子器件单元之间的间隙中形成聚合物-金属-聚合物互连结构;步骤3、在所述聚合物-金属-聚合物互连结构上旋涂胶膜,并对所述胶膜选择性显影去除;步骤4、将步骤3制备的结构黏附于预拉伸并固定的柔性可延展衬底上,并腐蚀去除所述生长有外延材料的衬底;步骤5、去除步骤3中剩余的胶膜,逐渐释放所述预拉伸并固定的柔性可延展衬底,形成翘曲结构,完成器件制备。2.如权利要求1所述的可延展柔性无机光电子器件的制备方法,其特征在于,所述聚合物-金属-聚合物互连结构的制备方法为:步骤2-1、在所述接触电极及多个光电子器件单元台面间的间隙中涂敷第一柔性聚合物材料层;步骤2-2、刻蚀所述第一柔性聚合物材料层形成接触小孔,刻蚀至所述接触电极为止,并在接触小孔中和所述第一柔性聚合物材料层上溅射金属层;步骤2-3、在所述金属层上涂敷第二柔性聚合物材料层,形成所述聚合物-金属-聚合物互连结构。3.如权利要求2所述的可延展柔性无机光电子器件的制备方法,其特征在于,所述第一柔性聚合物材料层和第二柔性聚合物材料层的材料为聚酰亚胺、多官能团环氧树脂和聚苯乙烯中的同一种或不同种,所述第一柔性聚合物材料层与所述第二柔性聚合物材料层的厚度差不超过较薄一层的一倍,并大于所述金属层。4.如权利要求1所述的可延展柔性无机光电子器件的制备方法,其特征在于,所述步骤3中对胶膜选择性显影去除的步骤包括:每间隔一光电子器件单元,去除单个光电子器件单元上表面的胶膜。5.如权利要求1所述的可延展柔...
【专利技术属性】
技术研发人员:江宇,徐云,宋国峰,白霖,陈华民,王磊,
申请(专利权)人:中国科学院半导体研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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