印刷可能半導体素子を製造して組み立てるための方法及びデバイス
本発明は、印刷可能半導体素子を製造するとともに、印刷可能半導体素子を基板表面上に組み立てるための方法及びデバイスを提供する。本発明の方法、デバイス、デバイス部品は、幅広いフレキシブル電子デバイス及び光電子デバイス並びにデバイスの配列を高分子材料を備える基板上に形成することができる。また、本発明は、伸張形態で良好な性能が得られる伸縮可能な半導体構造及び伸縮可能な電子デバイスも提供する。
Notice: Undefined index: DEJ in /mnt/www/gzt_disp.php on line 298
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、単一無機半導体構造を備え、約２０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項２】
前記印刷可能半導体素子が、約５０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項３】
前記印刷可能半導体素子が、マイクロ構造の印刷可能半導体素子又はナノ構造の印刷可能半導体素子を備える、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項４】
前記印刷可能半導体素子が、
リボンと、
板状体と、
柱と、
円筒と、
ディスクと、
ブロックと、
から成るグループから選択される形状を有している、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項６】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一無機半導体構造を備える印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項７】
前記単一無機半導体構造が、約１０ナノメートル以上の厚さと、約１００ナノメートル以上の幅と、約１ミクロン以上の長さとを有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項８】
前記単一無機半導体構造が、約１０ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲から選択される厚さと、約１００ナノメートル〜約１ミリメートルの範囲から選択される幅と、約１ミクロン〜約１ミリメートルの範囲から選択される長さとを有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項９】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する長さの比が約１０以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１０】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する長さの比が約１．５以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１１】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する厚さの比が約０．１以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１２】
前記印刷可能半導体素子が、マイクロ構造の印刷可能半導体素子又はナノ構造の印刷可能半導体素子を備える、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１３】
前記印刷可能半導体素子が、
リボンと、
板状体と、
柱と、
円筒と、
ディスクと、
ブロックと、
から成るグループから選択される形状を有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１４】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１５】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、単一無機半導体構造を備え、前記無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が原子１００万個につき１以下である印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項１６】
前記無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が、原子１０億個につき１００以下である、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１７】
前記無機半導体構造が、単結晶半導体材料、多結晶半導体材料を備えている、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１８】
前記無機半導体構造がドープ結晶半導体材料を備える、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１９】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項２０】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対するその位置が約５０ミクロンの範囲内となるように選択される印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項２１】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記印刷可能半導体素子の位置が約２０ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２２】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記印刷可能半導体素子の位置が約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２３】
前記印刷可能半導体素子が第１及び第２の端部で終端する長さで延びており、前記印刷可能半導体素子の前記第１の端部が前記第１の電極から５ミクロンの範囲内に位置され、前記印刷可能半導体素子の前記第２の端部が前記第２の電極から５ミクロンの範囲内に位置されている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２４】
前記第１及び第２の電極が、前記印刷可能半導体素子の長さの５０％よりも長い距離だけ離間されている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２５】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２６】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
センサと、
メモリデバイスと、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択されるデバイスを備えている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２７】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが単一無機半導体構造を備え、約２０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項２８】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一無機半導体構造を備える複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項２９】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが単一無機半導体構造を備え、前記各無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が原子１００万個につき１以下である複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項３０】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対するそれぞれの位置が約５０ミクロンの範囲内となるように選択される複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項３１】
前記印刷可能半導体素子が、選択されたアライメント軸に対して略長手方向に向けられている、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３２】
前記選択されたアライメント軸が、前記第１及び第２の電気接点の最も近い点を接続する軸に沿って延びている、請求項３１に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３３】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記各印刷可能半導体素子の位置が約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３４】
前記各印刷可能半導体素子が第１及び第２の端部で終端する長さで延びており、前記印刷可能半導体素子の前記第１の端部のそれぞれが前記第１の電極から５ミクロンの範囲内に位置され、前記印刷可能半導体素子の前記第２の端部のそれぞれが前記第２の電極から５ミクロンの範囲内に位置されている、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３５】
前記各印刷可能半導体素子の互いに対する位置が、約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３６】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一無機半導体構造を備える前記印刷可能半導体素子を設けるステップと、
前記印刷可能半導体素子を、接触面を有するコンフォーマブルな転写デバイスと接触させ、前記接触面と前記印刷可能半導体素子との間の接触が前記印刷可能半導体素子を前記接触面に対して結合させ、それにより、前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面が形成されるステップと、
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させるステップと、
前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させ、前記印刷可能半導体素子が前記受け面上に転写され、それにより、前記基板の前記受け面上に前記印刷可能半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項３７】
前記コンフォーマブルな転写デバイスの接触面と前記印刷可能半導体素子の外面との間でコンフォーマル接触が成される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面と前記基板の前記受け面との間でコンフォーマル接触が成される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記接触面上に配置された前記半導体素子が、約５ｃｍ２に等しい受け面の面積にわたって約２５ミクロン以上の配置精度をもって前記受け面の選択された領域と接触される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記受け面上には接着層が設けられ、前記印刷可能半導体素子が、前記基板の前記受け面に対する前記印刷可能半導体素子の転写中に前記接着層と接触される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記基板の前記受け面が、約１０ミクロン〜約１０メートルの範囲にわたって選択される曲率半径を有する湾曲面である、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記コンフォーマブルな転写デバイスがエラストマースタンプを備えている、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記印刷可能半導体素子をコンフォーマブルな転写デバイスと接触させる前記ステップ、前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させる前記ステップ、及び前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させる前記ステップが、前記印刷可能半導体素子を前記受け面上に乾式転写印刷する工程を備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
前記印刷可能半導体素子を設ける前記ステップが、マザー基板上に選択された方向で前記半導体素子を設ける工程を備え、前記半導体素子の前記選択された方向が、前記マザー基板と前記印刷可能半導体素子とを結合するアライメント維持要素により、前記接触面との接触中に維持される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４５】
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させる前記ステップでは、デバイスが前記アライメント維持要素を解放し、それにより、前記印刷可能半導体素子が前記マザー基板から解放される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
それぞれが単一無機半導体構造を備える更なる複数の印刷可能半導体素子を設けるステップと、
前記印刷可能半導体素子を、接触面を有するコンフォーマブルな転写デバイスと接触させ、前記接触面と前記印刷可能半導体素子との間の接触が前記印刷可能半導体素子を前記接触面に対して結合させるとともに、前記印刷可能半導体素子の選択されたパターンを備える相対的な方向で前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面を形成するステップと、
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させるステップと、
前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させ、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向で前記印刷可能半導体素子が前記受け面上に転写されるステップと、
を更に備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項４７】
前記印刷可能半導体素子が、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向でマザー基板上に設けられ、前記相対的な方向が前記受け面に対する転写中に維持される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記コンフォーマブルな転写デバイスが、前記印刷可能半導体素子の全てではなく選択された印刷可能半導体素子と接触面との間でコンフォーマル接触を形成し、それにより、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向でその上に前記印刷可能半導体素子が配置された前記接触面を形成し、前記相対的な方向が前記受け面に対する転写中に維持される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記コンフォーマブルな転写デバイスの接触面上に接着材料のパターンが設けられ、接着材料の前記パターンの少なくとも一部が印刷可能半導体素子の前記選択されたパターンに対応している、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
半導体素子の前記選択されたパターンが前記基板の前記受け面上に良好な忠実度で形成される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記コンフォーマブルな転写デバイスが、前記選択されたパターンに対応する相対位置を有する複数の接触面を有している、請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記基板がプラスチック基板である、請求項３６に記載の方法。
【請求項５３】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択される電気デバイスを製造するための方法を備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項５４】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一無機半導体構造を備える前記印刷可能半導体素子を設け、前記印刷可能半導体素子が約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有するステップと、
前記半導体素子を溶媒中に分散させ、それにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給し、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項５５】
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給する前記ステップが、
インクジェット印刷と、
熱転写印刷と、
毛管作用印刷と、
スクリーン印刷と、
から成るグループから選択される印刷技術を使用する、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記半導体素子を選択された方向で前記受け面の選択された領域へと方向付けるステップを更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記半導体素子が、静電気力、静磁気力又は音波を用いて選択された方向で前記受け面の前記選択された領域へと方向付けられる、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
更なる印刷可能半導体素子を設け、前記更なる印刷可能半導体素子のそれぞれが約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有するステップと、
前記半導体素子を前記溶媒中に分散させ、それにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給し、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記半導体素子に結合する前記受け面の結合領域を設けるステップと、
前記半導体素子を前記受け面の前記結合領域に対して結合させるステップと、
を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記結合領域が親水性又は疎水性である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記基板がプラスチック基板である、請求項５４に記載の方法。
【請求項６２】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択される電気デバイスを製造するための方法を備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
前記印刷可能半導体素子がハンドル素子を更に備え、前記方法が、前記ハンドル素子を使用して前記半導体素子を選択された方向で前記受け面の選択された領域へと方向付けることを更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６４】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有するウエハを設け、前記ウエハが無機半導体材料を備えるステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、レリーフ構造と前記ウエハの少なくとも１つの露出面とを形成し、前記レリーフ構造が１つのマスキングされた側と１つ以上のマスキングされていない側とを有するステップと、
前記レリーフ構造の前記マスキングされていない側の少なくとも一部に対してマスクを適用するステップと、
前記ウエハの前記露出面を少なくとも部分的にエッチングすることにより、前記印刷可能半導体素子を製造するステップと、
を備える方法。
【請求項６５】
前記印刷可能半導体素子が、アライメント維持要素により前記ウエハに対して接続される、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
誘電体層を前記外面上に堆積させるステップを更に備え、前記半導体素子が誘電体と接触する無機半導体構造を備える、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記外面上に誘電体層を堆積させ、前記誘電体層が外側と反対側の内側を有し、前記誘電体層の前記外側が前記ウエハの前記外面と接触するステップと、
前記誘電体層の前記外側上に導電層を堆積させるステップと、
を更に備え、
前記半導体素子が無機半導体構造と誘電体と電極とを備え、前記誘電体が前記結晶半導体構造と前記電極との間に位置されている、請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
１つ以上のアライメント維持要素を介してマザーウエハに対して接続される印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有する前記マザーウエハを設け、前記ウエハが無機半導体材料を備えるステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、レリーフ構造と前記ウエハの少なくとも１つの露出面とを形成し、前記レリーフ構造が１つのマスキングされた側と１つ以上のマスキングされていない側とを有するステップと、
前記ウエハの前記露出面をエッチングするステップと、
前記レリーフ構造の完全な解放が妨げられるように前記露出面のエッチングを停止させ、それにより、１つ以上のアライメント維持要素を介してマザーウエハに対して接続される前記印刷可能半導体素子を製造するステップと、
を備える方法。
【請求項６９】
前記印刷可能半導体素子が第１の端部及び第２の端部を有するピーナッツ形状を成し、前記アライメント維持要素が、前記印刷可能半導体素子の前記第１及び第２の端部を前記マザーウエハに対して接続する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記印刷可能半導体素子が第１の端部及び第２の端部を有するリボン形状を成し、前記アライメント維持要素が、前記印刷可能半導体素子の前記第１及び第２の端部を前記マザーウエハに対して接続する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有するウエハを設け、前記ウエハが無機半導体を備えるステップと、
第１のマスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、複数のレリーフ構造を形成するステップと、
前記ウエハをアニールすることにより、アニール外面を形成するステップと、
第２のマスクを適用することにより前記アニール外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記アニール外面をエッチングすることにより、前記印刷可能半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項７２】
前記印刷可能半導体素子がアライメント維持要素を介して前記ウエハに対して接続される、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有する超薄ウエハを設け、前記ウエハが無機半導体を備え且つ前記外面と直交する軸に沿う選択された厚さを有するステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングし、前記ウエハが前記外面と直交する前記軸に沿う前記厚さの全体にわたってエッチングされ、それにより、前記印刷可能半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項７４】
単一結晶無機半導体構造と、
前記結晶無機半導体構造に接続された少なくとも１つのハンドル素子と、
を備える印刷可能半導体素子。
【請求項７５】
前記ハンドル素子が、磁場、電場、又は、これらの両方に対して応答する、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７６】
前記ハンドル素子が強磁性材料を備える、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７７】
２つのハンドル素子を備える、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７８】
前記単一結晶無機半導体構造が、中心軸に沿って延び且つ前記中心軸に沿って第１の端部及び第２の端部で終端するリボンであり、前記ハンドル素子が前記リボンの前記第１及び第２の端部に設けられている、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７９】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一結晶無機半導体構造及びハンドル素子を備える前記半導体素子を設けるステップと、
溶媒中に前記半導体素子を分散させることにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上に分散させることにより前記半導体素子を前記基板に対して供給するステップと、
磁場、電場、又は、これらの両方を与えることにより前記受け面上で前記半導体素子をアライメントし、前記磁場、電場、又は、これらの両方が前記ハンドル素子と相互に作用することにより、前記ハンド体素子を選択された位置及び方向へ移動させる力が形成され、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項８０】
約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一結晶無機半導体構造を備える印刷可能なＰ−Ｎ接合であって、前記結晶無機半導体構造がＮドープ領域と電気的に接触するＰドープ領域を備えているＰ−Ｎ接合。
【請求項８１】
プラスチック基板により支持されるトランジスタにおいて、
単一結晶無機半導体構造を備える印刷可能半導体素子と電気的に接触するソース電極と、
前記印刷可能半導体素子と電気的に接触するドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極から分離されるゲート電極であって、前記ゲート電極に対する電位の印加が、前記印刷可能半導体素子を介したソース電極とドレイン電極との間の電子の流れに影響を与えるゲート電極と、
を備え、
１００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１以上のデバイス電界効果移動度を有しているトランジスタ。
【請求項８２】
支持面を有するフレキシブル基板と、
湾曲した内面を有し、前記湾曲した内面の少なくとも一部が前記フレキシブル基板の前記支持面に対して結合される半導体構造と、
を備える伸縮可能な半導体素子。
【請求項８３】
前記半導体構造が湾曲形態を成している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８４】
前記結晶無機半導体構造が、前記湾曲した内面と反対側の湾曲した外面を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８５】
前記湾曲した内面を有する前記半導体構造が歪みを受けている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８６】
前記湾曲した内面が少なくとも１つの凸領域を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８７】
前記湾曲した内面が少なくとも１つの凹領域を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８８】
前記湾曲した内面が周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８９】
前記湾曲した内面が非周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９０】
前記半導体構造が湾曲形態のリボンを備え、このリボンが、当該リボンの全長にわたって延びる周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９１】
前記湾曲リボンが、約５ミクロン〜約５０ミクロンの範囲にわたって選択される幅と、約５０ナノメートル〜約５００ナノメートルにわたって選択された厚さとを有している、請求項９０に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９２】
前記湾曲した内面が、前記湾曲した内面に沿うほぼ全ての点で前記支持面に対して結合されている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９３】
前記湾曲した内面が、前記湾曲した内面に沿う選択された点で前記支持面に対して結合されている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９４】
前記フレキシブル基板がポリ（ジメチルシロキサン）を備えている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９５】
前記フレキシブル基板が約１ミリメートルに等しい厚さを有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９６】
前記半導体構造が無機半導体材料である、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９７】
前記半導体構造が単結晶無機半導体材料である、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９８】
前記半導体構造が単結晶シリコンを備えている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９９】
伸縮可能な半導体素子を形成するための方法であって、
内面を有する印刷可能な半導体構造を設けるステップと、
予め歪みが加えられた拡張状態の弾性基板を設け、前記弾性基板が外面を有しているステップと、
前記印刷可能な半導体構造の前記内面の少なくとも一部を、予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板の前記外面に対して結合させるステップと、
前記弾性基板を緩和状態まで少なくとも部分的に弛緩させることができ、弾性基板の弛緩が前記印刷可能な半導体構造の内面を湾曲させ、それにより、湾曲した内面を有する前記伸縮可能な半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１００】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が第１の軸に沿って拡張される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って拡張される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を曲げることにより形成される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０３】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を圧延することにより形成される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０４】
湾曲した内面を有する前記半導体をフレキシブルな受け基板に対して転写するステップを更に備える、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０５】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面に対する前記印刷可能な半導体構造の前記内面の少なくとも一部の結合が、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の共有結合、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間のファンデルワールス相互作用、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の接着層によって行なわれる、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０６】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面が、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の結合を行なう複数の水酸基を有している、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０７】
支持面を有するフレキシブル基板と、
湾曲した内面を有し、前記湾曲した内面の少なくとも一部が前記フレキシブル基板の前記支持面に対して結合される電気回路と、
を備える伸縮可能な電気回路。
【請求項１０８】
前記電気回路が複数の集積デバイス部品を備えている、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１０９】
前記集積デバイス部品が、
半導体素子と、
誘電体素子と、
電極と、
導体素子と、
ドープ半導体素子と、
から成るグループから選択される、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１０】
前記電気回路が湾曲形態を成している、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１１】
前記湾曲した内面を有する前記電気回路が歪みを受けている、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１２】
前記湾曲した内面が周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１３】
前記湾曲した内面が非周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項１０５に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１４】
伸縮可能な電気回路を形成するための方法であって、
内面を有する印刷可能な電気回路を設けるステップと、
予め歪みが加えられた拡張状態の弾性基板を設け、前記弾性基板が外面を有しているステップと、
前記印刷可能な電気回路の前記内面の少なくとも一部を、予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板の前記外面に対して結合させるステップと、
前記弾性基板を緩和状態まで少なくとも部分的に弛緩させることができ、弾性基板の弛緩が前記印刷可能な電気回路の内面を湾曲させることで、前記内面の少なくとも１つの湾曲が形成され、それにより、前記伸縮可能な電気回路を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１１５】
前記電気回路が複数の集積デバイス部品を備えている、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記集積デバイス部品が、
半導体素子と、
誘電体素子と、
電極と、
導体素子と、
ドープ半導体素子と、
から成るグループから選択される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１７】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が第１の軸に沿って拡張される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１８】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って拡張される、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を曲げることにより形成される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２０】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を圧延することにより形成される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２１】
湾曲した内面を有する前記印刷可能な電気回路をフレキシブルな受け基板に対して転写するステップを更に備える、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２２】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面に対する前記印刷可能な電気回路の前記内面の少なくとも一部の結合が、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の共有結合、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間のファンデルワールス相互作用、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の接着層によって行なわれる、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２３】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面が、前記印刷可能な伝記回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の結合を行なう複数の水酸基を有している、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２４】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置される複数の印刷可能半導体素子と、
を備え、
前記印刷可能半導体素子の少なくとも１つの物理的寸法が約１０％未満変化する電気デバイスの配列。
【請求項１２５】
前記印刷可能半導体素子の平均長が約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２６】
前記印刷可能半導体素子の平均幅が約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２７】
前記印刷可能半導体素子の平均厚さが約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２８】
２０個を越える印刷可能半導体素子を備える、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２９】
５０個を越える印刷可能半導体素子を備える、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、単一無機半導体構造を備え、約２０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項２】
前記印刷可能半導体素子が、約５０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項３】
前記印刷可能半導体素子が、マイクロ構造の印刷可能半導体素子又はナノ構造の印刷可能半導体素子を備える、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項４】
前記印刷可能半導体素子が、
リボンと、
板状体と、
柱と、
円筒と、
ディスクと、
ブロックと、
から成るグループから選択される形状を有している、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項６】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一無機半導体構造を備える印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項７】
前記単一無機半導体構造が、約１０ナノメートル以上の厚さと、約１００ナノメートル以上の幅と、約１ミクロン以上の長さとを有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項８】
前記単一無機半導体構造が、約１０ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲から選択される厚さと、約１００ナノメートル〜約１ミリメートルの範囲から選択される幅と、約１ミクロン〜約１ミリメートルの範囲から選択される長さとを有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項９】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する長さの比が約１０以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１０】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する長さの比が約１．５以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１１】
前記単一無機半導体構造が、幅に対する厚さの比が約０．１以下である、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１２】
前記印刷可能半導体素子が、マイクロ構造の印刷可能半導体素子又はナノ構造の印刷可能半導体素子を備える、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１３】
前記印刷可能半導体素子が、
リボンと、
板状体と、
柱と、
円筒と、
ディスクと、
ブロックと、
から成るグループから選択される形状を有している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１４】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項６に記載の電気デバイス。
【請求項１５】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、単一無機半導体構造を備え、前記無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が原子１００万個につき１以下である印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項１６】
前記無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が、原子１０億個につき１００以下である、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１７】
前記無機半導体構造が、単結晶半導体材料、多結晶半導体材料を備えている、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１８】
前記無機半導体構造がドープ結晶半導体材料を備える、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項１９】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項１５に記載の電気デバイス。
【請求項２０】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対するその位置が約５０ミクロンの範囲内となるように選択される印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイス。
【請求項２１】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記印刷可能半導体素子の位置が約２０ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２２】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記印刷可能半導体素子の位置が約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２３】
前記印刷可能半導体素子が第１及び第２の端部で終端する長さで延びており、前記印刷可能半導体素子の前記第１の端部が前記第１の電極から５ミクロンの範囲内に位置され、前記印刷可能半導体素子の前記第２の端部が前記第２の電極から５ミクロンの範囲内に位置されている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２４】
前記第１及び第２の電極が、前記印刷可能半導体素子の長さの５０％よりも長い距離だけ離間されている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２５】
少なくとも１つの更なる印刷可能半導体素子を更に備え、更なる印刷可能半導体素子が前記第１及び第２の電極と電気的に接触している、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２６】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
センサと、
メモリデバイスと、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択されるデバイスを備えている、請求項２０に記載の電気デバイス。
【請求項２７】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが単一無機半導体構造を備え、約２０％以上の前記第１及び第２の電極間の充填比を与える複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項２８】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一無機半導体構造を備える複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項２９】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、それぞれが単一無機半導体構造を備え、前記各無機半導体構造中の重金属不純物の濃度が原子１００万個につき１以下である複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項３０】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置されるとともに、前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対するそれぞれの位置が約５０ミクロンの範囲内となるように選択される複数の印刷可能半導体素子と、
を備える電気デバイスの配列。
【請求項３１】
前記印刷可能半導体素子が、選択されたアライメント軸に対して略長手方向に向けられている、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３２】
前記選択されたアライメント軸が、前記第１及び第２の電気接点の最も近い点を接続する軸に沿って延びている、請求項３１に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３３】
前記第１の電極、前記第２の電極又はこれらの両方に対する前記各印刷可能半導体素子の位置が約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３４】
前記各印刷可能半導体素子が第１及び第２の端部で終端する長さで延びており、前記印刷可能半導体素子の前記第１の端部のそれぞれが前記第１の電極から５ミクロンの範囲内に位置され、前記印刷可能半導体素子の前記第２の端部のそれぞれが前記第２の電極から５ミクロンの範囲内に位置されている、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３５】
前記各印刷可能半導体素子の互いに対する位置が、約５ミクロンの範囲内となるように選択される、請求項３０に記載の電気デバイスの配列。
【請求項３６】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一無機半導体構造を備える前記印刷可能半導体素子を設けるステップと、
前記印刷可能半導体素子を、接触面を有するコンフォーマブルな転写デバイスと接触させ、前記接触面と前記印刷可能半導体素子との間の接触が前記印刷可能半導体素子を前記接触面に対して結合させ、それにより、前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面が形成されるステップと、
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させるステップと、
前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させ、前記印刷可能半導体素子が前記受け面上に転写され、それにより、前記基板の前記受け面上に前記印刷可能半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項３７】
前記コンフォーマブルな転写デバイスの接触面と前記印刷可能半導体素子の外面との間でコンフォーマル接触が成される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面と前記基板の前記受け面との間でコンフォーマル接触が成される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記接触面上に配置された前記半導体素子が、約５ｃｍ２に等しい受け面の面積にわたって約２５ミクロン以上の配置精度をもって前記受け面の選択された領域と接触される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記受け面上には接着層が設けられ、前記印刷可能半導体素子が、前記基板の前記受け面に対する前記印刷可能半導体素子の転写中に前記接着層と接触される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記基板の前記受け面が、約１０ミクロン〜約１０メートルの範囲にわたって選択される曲率半径を有する湾曲面である、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記コンフォーマブルな転写デバイスがエラストマースタンプを備えている、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記印刷可能半導体素子をコンフォーマブルな転写デバイスと接触させる前記ステップ、前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させる前記ステップ、及び前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させる前記ステップが、前記印刷可能半導体素子を前記受け面上に乾式転写印刷する工程を備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
前記印刷可能半導体素子を設ける前記ステップが、マザー基板上に選択された方向で前記半導体素子を設ける工程を備え、前記半導体素子の前記選択された方向が、前記マザー基板と前記印刷可能半導体素子とを結合するアライメント維持要素により、前記接触面との接触中に維持される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４５】
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させる前記ステップでは、デバイスが前記アライメント維持要素を解放し、それにより、前記印刷可能半導体素子が前記マザー基板から解放される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
それぞれが単一無機半導体構造を備える更なる複数の印刷可能半導体素子を設けるステップと、
前記印刷可能半導体素子を、接触面を有するコンフォーマブルな転写デバイスと接触させ、前記接触面と前記印刷可能半導体素子との間の接触が前記印刷可能半導体素子を前記接触面に対して結合させるとともに、前記印刷可能半導体素子の選択されたパターンを備える相対的な方向で前記印刷可能半導体素子がその上に配置された前記接触面を形成するステップと、
前記接触面上に配置された前記印刷可能半導体素子を前記基板の前記受け面と接触させるステップと、
前記コンフォーマブルな転写デバイスの前記接触面と前記印刷可能半導体素子とを分離させ、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向で前記印刷可能半導体素子が前記受け面上に転写されるステップと、
を更に備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項４７】
前記印刷可能半導体素子が、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向でマザー基板上に設けられ、前記相対的な方向が前記受け面に対する転写中に維持される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記コンフォーマブルな転写デバイスが、前記印刷可能半導体素子の全てではなく選択された印刷可能半導体素子と接触面との間でコンフォーマル接触を形成し、それにより、前記選択されたパターンを備える前記相対的な方向でその上に前記印刷可能半導体素子が配置された前記接触面を形成し、前記相対的な方向が前記受け面に対する転写中に維持される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
前記コンフォーマブルな転写デバイスの接触面上に接着材料のパターンが設けられ、接着材料の前記パターンの少なくとも一部が印刷可能半導体素子の前記選択されたパターンに対応している、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
半導体素子の前記選択されたパターンが前記基板の前記受け面上に良好な忠実度で形成される、請求項４６に記載の方法。
【請求項５１】
前記コンフォーマブルな転写デバイスが、前記選択されたパターンに対応する相対位置を有する複数の接触面を有している、請求項４６に記載の方法。
【請求項５２】
前記基板がプラスチック基板である、請求項３６に記載の方法。
【請求項５３】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択される電気デバイスを製造するための方法を備える、請求項３６に記載の方法。
【請求項５４】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一無機半導体構造を備える前記印刷可能半導体素子を設け、前記印刷可能半導体素子が約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有するステップと、
前記半導体素子を溶媒中に分散させ、それにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給し、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項５５】
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給する前記ステップが、
インクジェット印刷と、
熱転写印刷と、
毛管作用印刷と、
スクリーン印刷と、
から成るグループから選択される印刷技術を使用する、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記半導体素子を選択された方向で前記受け面の選択された領域へと方向付けるステップを更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記半導体素子が、静電気力、静磁気力又は音波を用いて選択された方向で前記受け面の前記選択された領域へと方向付けられる、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
更なる印刷可能半導体素子を設け、前記更なる印刷可能半導体素子のそれぞれが約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有するステップと、
前記半導体素子を前記溶媒中に分散させ、それにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上にソリューション印刷することにより前記半導体素子を前記基板へ供給し、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】
前記半導体素子に結合する前記受け面の結合領域を設けるステップと、
前記半導体素子を前記受け面の前記結合領域に対して結合させるステップと、
を更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６０】
前記結合領域が親水性又は疎水性である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記基板がプラスチック基板である、請求項５４に記載の方法。
【請求項６２】
トランジスタと、
太陽電池と、
フォトダイオードと、
発光ダイオードと、
マイクロ電子機械デバイスと、
ナノ電子機械デバイスと、
レーザと、
Ｐ−Ｎ接合と、
相補型論理回路と、
から成るグループから選択される電気デバイスを製造するための方法を備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６３】
前記印刷可能半導体素子がハンドル素子を更に備え、前記方法が、前記ハンドル素子を使用して前記半導体素子を選択された方向で前記受け面の選択された領域へと方向付けることを更に備える、請求項５４に記載の方法。
【請求項６４】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有するウエハを設け、前記ウエハが無機半導体材料を備えるステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、レリーフ構造と前記ウエハの少なくとも１つの露出面とを形成し、前記レリーフ構造が１つのマスキングされた側と１つ以上のマスキングされていない側とを有するステップと、
前記レリーフ構造の前記マスキングされていない側の少なくとも一部に対してマスクを適用するステップと、
前記ウエハの前記露出面を少なくとも部分的にエッチングすることにより、前記印刷可能半導体素子を製造するステップと、
を備える方法。
【請求項６５】
前記印刷可能半導体素子が、アライメント維持要素により前記ウエハに対して接続される、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
誘電体層を前記外面上に堆積させるステップを更に備え、前記半導体素子が誘電体と接触する無機半導体構造を備える、請求項６４に記載の方法。
【請求項６７】
前記外面上に誘電体層を堆積させ、前記誘電体層が外側と反対側の内側を有し、前記誘電体層の前記外側が前記ウエハの前記外面と接触するステップと、
前記誘電体層の前記外側上に導電層を堆積させるステップと、
を更に備え、
前記半導体素子が無機半導体構造と誘電体と電極とを備え、前記誘電体が前記結晶半導体構造と前記電極との間に位置されている、請求項６４に記載の方法。
【請求項６８】
１つ以上のアライメント維持要素を介してマザーウエハに対して接続される印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有する前記マザーウエハを設け、前記ウエハが無機半導体材料を備えるステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、レリーフ構造と前記ウエハの少なくとも１つの露出面とを形成し、前記レリーフ構造が１つのマスキングされた側と１つ以上のマスキングされていない側とを有するステップと、
前記ウエハの前記露出面をエッチングするステップと、
前記レリーフ構造の完全な解放が妨げられるように前記露出面のエッチングを停止させ、それにより、１つ以上のアライメント維持要素を介してマザーウエハに対して接続される前記印刷可能半導体素子を製造するステップと、
を備える方法。
【請求項６９】
前記印刷可能半導体素子が第１の端部及び第２の端部を有するピーナッツ形状を成し、前記アライメント維持要素が、前記印刷可能半導体素子の前記第１及び第２の端部を前記マザーウエハに対して接続する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記印刷可能半導体素子が第１の端部及び第２の端部を有するリボン形状を成し、前記アライメント維持要素が、前記印刷可能半導体素子の前記第１及び第２の端部を前記マザーウエハに対して接続する、請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有するウエハを設け、前記ウエハが無機半導体を備えるステップと、
第１のマスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングすることにより、複数のレリーフ構造を形成するステップと、
前記ウエハをアニールすることにより、アニール外面を形成するステップと、
第２のマスクを適用することにより前記アニール外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記アニール外面をエッチングすることにより、前記印刷可能半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項７２】
前記印刷可能半導体素子がアライメント維持要素を介して前記ウエハに対して接続される、請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
印刷可能半導体素子を製造するための方法であって、
外面を有する超薄ウエハを設け、前記ウエハが無機半導体を備え且つ前記外面と直交する軸に沿う選択された厚さを有するステップと、
マスクを適用することにより前記外面の選択された領域をマスキングするステップと、
前記ウエハの前記外面をエッチングし、前記ウエハが前記外面と直交する前記軸に沿う前記厚さの全体にわたってエッチングされ、それにより、前記印刷可能半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項７４】
単一結晶無機半導体構造と、
前記結晶無機半導体構造に接続された少なくとも１つのハンドル素子と、
を備える印刷可能半導体素子。
【請求項７５】
前記ハンドル素子が、磁場、電場、又は、これらの両方に対して応答する、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７６】
前記ハンドル素子が強磁性材料を備える、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７７】
２つのハンドル素子を備える、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７８】
前記単一結晶無機半導体構造が、中心軸に沿って延び且つ前記中心軸に沿って第１の端部及び第２の端部で終端するリボンであり、前記ハンドル素子が前記リボンの前記第１及び第２の端部に設けられている、請求項７４に記載の印刷可能半導体素子。
【請求項７９】
基板の受け面上に印刷可能半導体素子を組み立てるための方法であって、
単一結晶無機半導体構造及びハンドル素子を備える前記半導体素子を設けるステップと、
溶媒中に前記半導体素子を分散させることにより、前記溶媒中に前記半導体素子を備える懸濁液を形成するステップと、
前記懸濁液を前記受け面上に分散させることにより前記半導体素子を前記基板に対して供給するステップと、
磁場、電場、又は、これらの両方を与えることにより前記受け面上で前記半導体素子をアライメントし、前記磁場、電場、又は、これらの両方が前記ハンドル素子と相互に作用することにより、前記ハンド体素子を選択された位置及び方向へ移動させる力が形成され、それにより、前記受け面上に前記半導体素子を組み立てるステップと、
を備える方法。
【請求項８０】
約５００ナノメートル以上の少なくとも１つの断面寸法を有する単一結晶無機半導体構造を備える印刷可能なＰ−Ｎ接合であって、前記結晶無機半導体構造がＮドープ領域と電気的に接触するＰドープ領域を備えているＰ−Ｎ接合。
【請求項８１】
プラスチック基板により支持されるトランジスタにおいて、
単一結晶無機半導体構造を備える印刷可能半導体素子と電気的に接触するソース電極と、
前記印刷可能半導体素子と電気的に接触するドレイン電極と、
前記ソース電極及びドレイン電極から分離されるゲート電極であって、前記ゲート電極に対する電位の印加が、前記印刷可能半導体素子を介したソース電極とドレイン電極との間の電子の流れに影響を与えるゲート電極と、
を備え、
１００ｃｍ２Ｖ−１ｓ−１以上のデバイス電界効果移動度を有しているトランジスタ。
【請求項８２】
支持面を有するフレキシブル基板と、
湾曲した内面を有し、前記湾曲した内面の少なくとも一部が前記フレキシブル基板の前記支持面に対して結合される半導体構造と、
を備える伸縮可能な半導体素子。
【請求項８３】
前記半導体構造が湾曲形態を成している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８４】
前記結晶無機半導体構造が、前記湾曲した内面と反対側の湾曲した外面を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８５】
前記湾曲した内面を有する前記半導体構造が歪みを受けている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８６】
前記湾曲した内面が少なくとも１つの凸領域を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８７】
前記湾曲した内面が少なくとも１つの凹領域を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８８】
前記湾曲した内面が周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項８９】
前記湾曲した内面が非周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９０】
前記半導体構造が湾曲形態のリボンを備え、このリボンが、当該リボンの全長にわたって延びる周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９１】
前記湾曲リボンが、約５ミクロン〜約５０ミクロンの範囲にわたって選択される幅と、約５０ナノメートル〜約５００ナノメートルにわたって選択された厚さとを有している、請求項９０に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９２】
前記湾曲した内面が、前記湾曲した内面に沿うほぼ全ての点で前記支持面に対して結合されている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９３】
前記湾曲した内面が、前記湾曲した内面に沿う選択された点で前記支持面に対して結合されている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９４】
前記フレキシブル基板がポリ（ジメチルシロキサン）を備えている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９５】
前記フレキシブル基板が約１ミリメートルに等しい厚さを有している、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９６】
前記半導体構造が無機半導体材料である、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９７】
前記半導体構造が単結晶無機半導体材料である、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９８】
前記半導体構造が単結晶シリコンを備えている、請求項８２に記載の伸縮可能な半導体素子。
【請求項９９】
伸縮可能な半導体素子を形成するための方法であって、
内面を有する印刷可能な半導体構造を設けるステップと、
予め歪みが加えられた拡張状態の弾性基板を設け、前記弾性基板が外面を有しているステップと、
前記印刷可能な半導体構造の前記内面の少なくとも一部を、予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板の前記外面に対して結合させるステップと、
前記弾性基板を緩和状態まで少なくとも部分的に弛緩させることができ、弾性基板の弛緩が前記印刷可能な半導体構造の内面を湾曲させ、それにより、湾曲した内面を有する前記伸縮可能な半導体素子を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１００】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が第１の軸に沿って拡張される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って拡張される、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を曲げることにより形成される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０３】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を圧延することにより形成される、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０４】
湾曲した内面を有する前記半導体をフレキシブルな受け基板に対して転写するステップを更に備える、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０５】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面に対する前記印刷可能な半導体構造の前記内面の少なくとも一部の結合が、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の共有結合、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間のファンデルワールス相互作用、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の接着層によって行なわれる、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０６】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面が、前記印刷可能な半導体構造と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の結合を行なう複数の水酸基を有している、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０７】
支持面を有するフレキシブル基板と、
湾曲した内面を有し、前記湾曲した内面の少なくとも一部が前記フレキシブル基板の前記支持面に対して結合される電気回路と、
を備える伸縮可能な電気回路。
【請求項１０８】
前記電気回路が複数の集積デバイス部品を備えている、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１０９】
前記集積デバイス部品が、
半導体素子と、
誘電体素子と、
電極と、
導体素子と、
ドープ半導体素子と、
から成るグループから選択される、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１０】
前記電気回路が湾曲形態を成している、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１１】
前記湾曲した内面を有する前記電気回路が歪みを受けている、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１２】
前記湾曲した内面が周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項１０７に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１３】
前記湾曲した内面が非周期波により特徴付けられる輪郭形状を有している、請求項１０５に記載の伸縮可能な電気回路。
【請求項１１４】
伸縮可能な電気回路を形成するための方法であって、
内面を有する印刷可能な電気回路を設けるステップと、
予め歪みが加えられた拡張状態の弾性基板を設け、前記弾性基板が外面を有しているステップと、
前記印刷可能な電気回路の前記内面の少なくとも一部を、予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板の前記外面に対して結合させるステップと、
前記弾性基板を緩和状態まで少なくとも部分的に弛緩させることができ、弾性基板の弛緩が前記印刷可能な電気回路の内面を湾曲させることで、前記内面の少なくとも１つの湾曲が形成され、それにより、前記伸縮可能な電気回路を形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１１５】
前記電気回路が複数の集積デバイス部品を備えている、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記集積デバイス部品が、
半導体素子と、
誘電体素子と、
電極と、
導体素子と、
ドープ半導体素子と、
から成るグループから選択される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１７】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が第１の軸に沿って拡張される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１８】
予め歪みが加えられた前記弾性基板が前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って拡張される、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を曲げることにより形成される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２０】
予め歪みが加えられた拡張状態の前記弾性基板が、前記弾性基板を圧延することにより形成される、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２１】
湾曲した内面を有する前記印刷可能な電気回路をフレキシブルな受け基板に対して転写するステップを更に備える、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２２】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面に対する前記印刷可能な電気回路の前記内面の少なくとも一部の結合が、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の共有結合、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間のファンデルワールス相互作用、前記印刷可能な電気回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の接着層によって行なわれる、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２３】
予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面が、前記印刷可能な伝記回路と予め歪みが加えられた前記弾性基板の前記外面との間の結合を行なう複数の水酸基を有している、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１２４】
第１の電極と、
第２の電極と、
それぞれが前記第１及び第２の電極と電気的に接触した状態で位置される複数の印刷可能半導体素子と、
を備え、
前記印刷可能半導体素子の少なくとも１つの物理的寸法が約１０％未満変化する電気デバイスの配列。
【請求項１２５】
前記印刷可能半導体素子の平均長が約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２６】
前記印刷可能半導体素子の平均幅が約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２７】
前記印刷可能半導体素子の平均厚さが約１０％未満変化する、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２８】
２０個を越える印刷可能半導体素子を備える、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【請求項１２９】
５０個を越える印刷可能半導体素子を備える、請求項１２４に記載の電気デバイスの配列。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図４Ａ２】
【図４Ｂ１】
【図４Ｂ２】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１８Ｅ】
【図１８Ｆ】
【図１８Ｇ】
【図１８Ｈ】
【図１８Ｉ】
【図１８Ｊ】
【図１８Ｋ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２１Ｄ】
【図２１Ｅ】
【図２１Ｆ】
【図２１Ｇ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【図３１Ａ】
【図３１Ｂ】
【図３１Ｃ】
【図３１Ｄ】
【図３２Ａ】
【図３２Ｂ】
【図３３】
【図３４Ａ】
【図３４Ｂ】
【図３４Ｃ】
【図３５Ａ】
【図３５Ｂ】
【図３５Ｃ】
【図３５Ｄ】
【図３５Ｅ】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【図３７Ｂ】
【図３８】
【図３９Ａ】
【図３９Ｂ】
【図３９Ｃ】
【図３９Ｄ】
【図４０Ａ】
【図４０Ｂ】
【図４０Ｃ】
【図４１】
【図４２Ａ】
【図４２Ｂ】
【図４２Ｃ】
【図４３Ａ】
【図４３Ｂ】
【図４３Ｃ】
【図４４Ａ】
【図４４Ｂ】
【図４４Ｃ】
【図４４Ｄ】
【図４６】
【図４７】
【図３７Ａ】
【図４５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図３Ｆ】
【図４】
【図４Ａ２】
【図４Ｂ１】
【図４Ｂ２】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１０Ｆ】
【図１０Ｇ】
【図１０Ｈ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１１Ｄ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１８Ｃ】
【図１８Ｄ】
【図１８Ｅ】
【図１８Ｆ】
【図１８Ｇ】
【図１８Ｈ】
【図１８Ｉ】
【図１８Ｊ】
【図１８Ｋ】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２０Ｄ】
【図２０Ｅ】
【図２０Ｆ】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２１Ｄ】
【図２１Ｅ】
【図２１Ｆ】
【図２１Ｇ】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図３０Ａ】
【図３０Ｂ】
【図３１Ａ】
【図３１Ｂ】
【図３１Ｃ】
【図３１Ｄ】
【図３２Ａ】
【図３２Ｂ】
【図３３】
【図３４Ａ】
【図３４Ｂ】
【図３４Ｃ】
【図３５Ａ】
【図３５Ｂ】
【図３５Ｃ】
【図３５Ｄ】
【図３５Ｅ】
【図３６Ａ】
【図３６Ｂ】
【図３７Ｂ】
【図３８】
【図３９Ａ】
【図３９Ｂ】
【図３９Ｃ】
【図３９Ｄ】
【図４０Ａ】
【図４０Ｂ】
【図４０Ｃ】
【図４１】
【図４２Ａ】
【図４２Ｂ】
【図４２Ｃ】
【図４３Ａ】
【図４３Ｂ】
【図４３Ｃ】
【図４４Ａ】
【図４４Ｂ】
【図４４Ｃ】
【図４４Ｄ】
【図４６】
【図４７】
【図３７Ａ】
【図４５】
【公表番号】特表２００８−５０２１５１（Ｐ２００８−５０２１５１Ａ）
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１５５４９（Ｐ２００７−５１５５４９）
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１９３５４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２２２８５
【国際公開日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（５０６１７５８４０）ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ (30)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１９３５４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２２２８５
【国際公開日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（５０６１７５８４０）ザ ボード オブ トラスティーズ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ イリノイ (30)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]