可穿戴式設(shè)備興起，掀起智能技術(shù)新浪潮[下]

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柔性電路助力可穿戴設(shè)備

除了傳感技術(shù)，柔性電路之于可穿戴設(shè)備也有重要作用。IBM推出了一種在柔性塑料基板上制造硅基電路的最新低成本技術(shù)。雖然IBM承認(rèn)這種工藝目前還存在一些小的晶體管性能下降的問題，但研究報告認(rèn)為，IBM完全可以在室溫下利用傳統(tǒng)工藝制造出價格合理的柔性電路。

這種方法與柔性電路的其它一維和二維材料相比，“那些其它材料在低阻觸點、可靠的柵極電介質(zhì)方面仍存在許多問題。”IBM公司T.J. Watson研究中心研究助理員Davood Shhrjerdi表示。其它方法也可能采用非傳統(tǒng)工藝或材料，或者在制造過程中要求高溫步驟。

圖3： IBM的設(shè)計方法示意圖。

IBM的方法是受控剝落或片狀剝落，在今年早些時候這種方法被描述為硅、鍺和111V層的“無切口”去除。因此IBM正在使用這種技術(shù)實現(xiàn)低功耗的光電產(chǎn)品。

這種方法極其簡單—只要器件基本斷裂并且硅基板被剝離之后，器件就可以傳送給柔性塑料基帶。器件的柵極長度不到30nm，柵極間距為100nm。

據(jù)IBM透露，公司生產(chǎn)的功能性SRAM單元的VDD低至0.6V，而且其環(huán)形振蕩器在0.9V時的一級延時僅為16ps，據(jù)稱這是已知柔性電路里所報道的最佳值。

具體工藝是這樣的：IBM先做出一個基板來，這種基板是特別薄的SOI-ETSOI。然后在這種基板上面沉積一層鎳應(yīng)力層，厚度大約為5至6um。(ETSOI器件是使用22nm CMOS工藝在300mm晶圓上制造出來的)

IBM接著再在應(yīng)力層上使用一層柔性聚酰亞胺帶層。隨后研究人員于室溫環(huán)境下在一邊產(chǎn)生一個“應(yīng)力中斷”，并以“機(jī)械可受控的”方式將前破裂面沿表面?zhèn)鞑ィ琒hahrjerdi表示。

IBM表示使用ETSOI有兩個理由。首先，它的特性中包含一個超薄體(60埃)，允許30nm以下的溝道調(diào)整，“因此能獲得很高的組裝密度”，Shahrjerdi指出。第二個特性是非滲雜溝道，可以減小可變性。這種特性允許在芯片上實現(xiàn)靈活的電壓調(diào)整，他補(bǔ)充道。