可延展无机半导体器件是指将电子器件和可延展连接部分通过特定工艺沉积或转移在柔性、可延展的衬底之上,使器件在弯曲和延展等作用下依旧保持很高的器件性能。许多制备在聚合物柔性衬底上的系统的弯曲能力只能达到数厘米的弯曲曲率,其应用受制于更小的弯曲曲率和应力作用。实现更具延展性的器件将会促进传感器、柔性显示、医疗电子等多方面快速发展,其中一种技术是将 无机电子器件和可延展类弹簧连接线一起嵌入柔性衬底上。
这种器件制备工艺的核心思想是,独立制备电子器件部分和可延展连接部分,然后通过倒装芯片焊接技术将二者相连,通常称之为CINE (Combination of Interconnects and Electronics) 技术。其具体操作步骤如下所述。
(1)利用常规微加工技术制备金属焊点和可延展连接线。
(2)利用可溶解的依附物质作为转移媒介,将接触焊点和可延展连线转移到柔性衬底上。
(3)通过倒装芯片技术在金属焊点上焊接功能性电子器件。
经过上述3个步骤,可以实现常见的可延展无机半导体器件。尽管目前这些具有可延展性能的柔性电子器件尚处于研究的起步阶段,但在弥补硅基集成电路芯片的短板和扩展集成电路及其系统的应用方面具有巨大的潜力,为电子信息系统向柔韧性、伸展性、抗振性与轻便性发展奠定了基础,同时降低了柔性电子信息系统的制造成本。图10-56所示为罗格研究组提出的可延展器件图。

可延展柔性电子器件具有广阔的应用前景,如在生物医药中,需要电子器件随着人体体位变化而变形,从而实现精确诊断和药物输送;除此之外,也可广泛应用于人工电子皮肤、随身携带、可穿戴电子器件等领域。利用该技术制备基于传感器的可穿戴电子器件,可用于连续、动态地监测人体各项生理数据。随着无机材料和有机材料的迅速发展,以及制备工艺的完善,可延展柔性电子器件将得到迅速的发展,相应的功能性器件应用也将深入人们生活的各个方面。
