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美國史丹佛大學(Stanford University)的研究人員近日開發出一種創新的晶圓等級(wafer-scale)掀離(lift-off)製程，能在可重複使用的矽晶圓上製作奈米線電路，然後將之移植到任意形狀的、採用任何一種材料的基板上。
該研究團隊是由史丹佛大學教授Xiaolin Zheng所率領，他們聲稱，這種軟性電路裝置能用以製造包括纖薄如紙的顯示器、太陽能電池，以及可直接貼附在受測樣本上的生物醫療感測器。「我們能讓電路裝置在不受到任何損傷的情況下移植；」Zheng表示：「這種拆卸過程能在室溫下完成，而且只需數秒。」


該種創新製程的關鍵，是在一片已經預先塗佈絕緣二氧化矽的施體(donor)矽晶圓上，沉積一層鎳犧牲層(sacrificial nickel layer)；接下來再將一層厚度僅800奈米的軟性聚合物沉積在鎳犧牲層上，之後就可製作包括FET、二極體與電阻等奈米線電路。當電路製作完成，將晶圓片浸入水中，就能將鎳犧牲層與聚合物基板上的電路分離。


然後整套電路能被轉移至幾乎所有材質的基板上，包括紙、塑膠、玻璃或是金屬；「這種掀離製程只會將鎳從矽晶圓片上分離；」Zheng解釋：「而鎳犧牲層之後可進行蝕刻，將聚合物剝離。」


研究人員表示，製程中所使用的矽晶圓片不會有損傷，因此能被多次重複使用；該施體晶圓片僅需在每次使用之前重覆塗上一層鎳。至於剝離的奈米線電路長度僅有2微米，能被置放在幾乎任何形狀的基板上，且不會有捲曲損傷。


該種電路也能進行剝離與重覆使用，可應用在直接貼附在受測體(如心臟)的生物醫療感測器上，然後再移除、重複使用於其他病患。Zheng是與博士候選人Chi Hwan Lee、Dong Rip Kim共同進行上述研究。