可穿戴式设备兴起,掀起智能技术新浪潮[下]

2013-09-22 15:41 来源:电子信息网 作者:蒲公英

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柔性电路助力可穿戴设备

除了传感技术,柔性电路之于可穿戴设备也有重要作用。IBM推出了一种在柔性塑料基板上制造硅基电路的最新低成本技术。虽然IBM承认这种工艺目前还存在一些小的晶体管性能下降的问题,但研究报告认为,IBM完全可以在室温下利用传统工艺制造出价格合理的柔性电路。

这种方法与柔性电路的其它一维和二维材料相比,“那些其它材料在低阻触点、可靠的栅极电介质方面仍存在许多问题。”IBM公司T.J. Watson研究中心研究助理员Davood Shhrjerdi表示。其它方法也可能采用非传统工艺或材料,或者在制造过程中要求高温步骤。

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图3: IBM的设计方法示意图。

IBM的方法是受控剥落或片状剥落,在今年早些时候这种方法被描述为硅、锗和111V层的“无切口”去除。因此IBM正在使用这种技术实现低功耗的光电产品。

这种方法极其简单—只要器件基本断裂并且硅基板被剥离之后,器件就可以传送给柔性塑料基带。器件的栅极长度不到30nm,栅极间距为100nm。

据IBM透露,公司生产的功能性SRAM单元的VDD低至0.6V,而且其环形振荡器在0.9V时的一级延时仅为16ps,据称这是已知柔性电路里所报道的最佳值。

具体工艺是这样的:IBM先做出一个基板来,这种基板是特别薄的SOI-ETSOI。然后在这种基板上面沉积一层镍应力层,厚度大约为5至6um。(ETSOI器件是使用22nm CMOS工艺在300mm晶圆上制造出来的)

IBM接着再在应力层上使用一层柔性聚酰亚胺带层。随后研究人员于室温环境下在一边产生一个“应力中断”,并以“机械可受控的”方式将前破裂面沿表面传播,Shahrjerdi表示。

IBM表示使用ETSOI有两个理由。首先,它的特性中包含一个超薄体(60埃),允许30nm以下的沟道调整,“因此能获得很高的组装密度”,Shahrjerdi指出。第二个特性是非渗杂沟道,可以减小可变性。这种特性允许在芯片上实现灵活的电压调整,他补充道。

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