柔性电子女神，鲍哲南院士《Science》三连击!

与生物组织相兼容且能够适应身体运动的类皮肤和弹性电子设备是皮肤传感器、身体区域网络和植入生物电子的理想选择。高分子电子材料的开发大大推动了使柔性、可伸缩的电子的发展。当前生物集成电子主要采用混合方法来集成刚性和可伸缩部件，但这种方法会导致刚-柔界面处的局部应力以及与生物系统接触时的力学性能不匹配。为了构建全弹性传感系统，应以弹性芯片取代与生物系统直接接触的刚性芯片。然而，相对于硅基器件，由于缺乏一种通用的用于类皮肤和弹性电路的微/纳制造方法，导致器件密度低，并行信号记录和处理能力受限。

　　近日，斯坦福大学鲍哲南团队提出了一种单片光学微光刻工艺，该工艺通过连续紫外光触发溶解度调制，直接对弹性电子材料进行图案化。研究人员制作了沟道长度为2微米的晶体管，密度高达42000个晶体管/每平方厘米。基于该方法还构建了包含异或门和半加法器的弹性电路（两者都是算术逻辑单元的基本组件）。该工艺为实现复杂、高密度、多层弹性电路的晶圆级制造提供了思路，且性能可与刚性电路相媲美。该研究以“Monolithic optical microlithography of high-density elastic circuits”为题发表在最新一期的《Science》上。据了解这是鲍哲南院士2020到现在的第三篇Science！（ ）

　　
【步骤简化的光刻工艺】

　　研究人员使用了一种高效的光引发卡宾插入反应作为半导体聚合物和绝缘聚合物的通用交联方法（图1E）。还引入了对紫外光敏感的聚乙二醇二醇丙烯酸酯（PEGDMA），实现了导电聚合物的双网络介导直接光刻（无化学改性）。设备可以通过四个直接光刻步骤制造，无需额外的保护、蚀刻、转移或层压工艺（图1F）。基于交联的图案化策略使每一层都能稳定固定并具有化学耐腐蚀性，允许了晶圆规模的逐层沉积。