JP2016006880A - 非平面撮像アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】非平面撮像アレイを提供する。
【解決手段】複数の半導体撮像素子と、少なくとも１つの伸縮性の相互接続部であって、少なくとも１つの伸縮性の相互接続部は、複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子と、別の半導体撮像素子とを結合させる、少なくとも１つの伸縮性の相互接続部と、複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子の少なくとも一部に亘って配置される、少なくとも１つのマイクロレンズと、を備える撮像アレイが提示される。
【選択図】図７Ｋ

Description

本発明は、非平面撮像アレイにおいて拡張性、フレキシブル基板又は伸縮性基板上に拡張性又は伸縮性集積回路及びセンサアレイを使用するシステム、装置、及び方法に関する。

我々は本発明の目的で２種類の光学撮像システムを、すなわち平面電子システムと非平面電子システムとを、検討することができる。広視野、低収差、システム複雑度の低減等、非平面イメージセンサアレイの使用には数多くの利点がある。ただし現在の光電子システム製造技術による制限のため、今日使われている光学撮像システムの殆どは平面である。既存の技術は多くの場合、平面上に硬いデバイスを製造することを目指している。出来上がったシステムは非平面設計に要求される歪吸収力を有さない。

非平面光電子システムを達成するには曲面上で直接デバイスを加工するか、さもなければ平面上で加工した後、所望の形状に変形させる。これらの方法はいずれも過去１０年間に積極的に研究がなされ、多少の成功をおさめている。

本願は、参照により全文を本願に援用する２００９年１月１２日に提出された米国仮特許出願第６１／１４４，１４９号、表題「Ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ ａｒｒａｙｓ（非平面撮像アレイ）」、２００９年３月１６日に提出された米国仮特許出願第６１／１５６，９０６号、表題「Ｃｕｒｖｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ａｒｒａｙ（湾曲撮像アレイ）」、２００９年１２月１１日に提出された米国非仮特許出願第１２／６３６，０７１号、表題「Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｍｅｔｈｏｄｓ， ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｍｅｄｉｃａｌ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（医療用の伸縮性エレクトロニクスを使用するシステム、方法、及び装置）」、２００９年１１月１２日に提出された米国非仮特許出願第１２／６１６，９２２号、表題「Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（極度に伸縮性のエレクトロニクス）」、２００９年１０月７日に提出された米国非仮出願第１２／５７５，００８号、表題「Ｃａｔｈｅｔｅｒ Ｂａｌｌｏｏｎ Ｈａｖｉｎｇ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ ａｎｄ Ｓｅｎｓｏｒ Ａｒｒａｙ（伸縮性集積回路とセンサアレイとを有するカテーテルバルーン）」に対し優先権を主張する。

米国特許出願公開第２００６／０１６９９８９号明細書

湾曲焦点面アレイを作る別の路線は、イオンビームプロキシミティリソグラフィによるテンプレート生成とステップ及びフラッシュインプリントリソグラフィによるレリーフトランスファ、コンタクトプリンティングによるナノワイヤアレイの大規模不均一集積、ならびに湾曲基板上でのアモルファスシリコンのソフトリソグラフィックプリンティングを含む。上記の技法は、現在使われている単結晶シリコンデバイスと懸命に競争している低性能材料の使用と回路層のマルチレベルレジストレーションによる制限を受ける。

他の関係方法は後続処理のため湾曲シリコン基板を作るシリコンウェハのウェットケミ
カル薄片化と、ＳＯＩウェハ上でディープ反応性イオンエッチングを使用するモノリシックシリコンダイのマイクロストラクチャリングを含む。前者は現在の半導体製造工程に適合せず、後者は多数の製造課題のため未発達である。したがって、従来の平面処理技術の使用とその後の変形により様々な形状の撮像アレイを作る湾曲撮像アレイ製造のための有効路線が求められている。

本発明は、撮像の分野に関し、より具体的には湾曲撮像アレイの製造とこれのカメラモジュールへの組込みに関する。これらのカメラモジュールは、カメラ電話、ウェブカム、コンパクトカメラシステム等、数々の撮影・録画用途に直接組込むことができる。

本発明の実施形態は特に相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）撮像装置に関するが、当業者なら電荷結合素子（ＣＣＤ）撮像装置を同様に作成できることを認識するであろう。撮像アレイは半球、楕円、放物線、及び他の非平面形状で製造できる。上述した撮像アレイの作成方法が説明される。

光学分野では以前から湾曲撮像アレイの利点が知られている。本発明はわずかなレンズによるカメラの製造を可能にする。この新たな自由度はより小さくよりディスクリートな撮像装置への前進を可能にする一方で、高価な複合レンズコンポーネントによるシステムのトータルコストを削減する。少ないレンズによって、画像における反射及び回折欠陥は減る。したがって、歪及び収差の低減というさらなる利点がある。加えて湾曲イメージセンサは、センサに入る光の量を増やし、且つ各ピクセルに入る光の入射角を減少させることによって、システム及びピクセルビネッティングを軽減する。湾曲撮像装置のもうひとつの重要な側面として、録画の視野は大幅に拡大する。

ここで説明する発明は、従来の半導体処理技術及びツールを高精度で使用する方法を提供することによって、先行技術におけるマルチレベルレジストレーションの問題を回避する。これはまた、複雑な形状において歪下で優れた機能性と信頼性を要求する用途に高性能単結晶シリコンを使用することによって、フレキシブル／伸縮性電子デバイスの絶えざる問題を克服する。

本発明は、以下の説明及び添付の請求項を付随する図面を併せて参照することによって一層明らかになるであろう。これらの図面は、本発明の例示的実施形態を表すに過ぎないため、その範囲を制限するものとみなされるべきではない。本発明の構成要素は、本明細書において一般に説明及び図示されるとおり、多様な異なる構成で配置及び設計され得ることは容易に理解されるであろう。それでも本発明は、付随する図面を使用してさらに具体的かつ詳細に記載及び説明される。それでもなお、添付の図面を使用しさらなる具体性と詳細をもって本発明を説明する。
本発明の実施形態の概略図である。 バックリングしたインターコネクトを示す。 エラストマー基板上に装着された半導体アイランドと伸縮性インターコネクトを含む伸縮性エレクトロニクス構成を示す。 エラストマー基板上に装着された半導体アイランドと伸縮性インターコネクトを含む伸縮性エレクトロニクス構成を示す。 エラストマー基板上に装着された半導体アイランドと伸縮性インターコネクトを含む伸縮性エレクトロニクス構成を示す。 エラストマー基板上に装着された半導体アイランドと伸縮性インターコネクトを含む伸縮性エレクトロニクス構成を示す。 エラストマー基板上に装着された半導体アイランドと伸縮性インターコネクトを含む伸縮性エレクトロニクス構成を示す。 極度に伸縮性が高いインターコネクトを示す。 拡張性エラストマー基板を含む高架伸縮性インターコネクトを示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 エラストマースタンプ上での制御接着の方法を示す。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ストレッチ処理によってイメージセンサを作成するプロセスを図解する。 ＣＭＯＳアクティブピクセルの図解である。 第２のＣＭＯＳアクティブピクセルの図解である。 １アイランド当たり１ピクセルを含む相互接続されたピクセルアレイの図解である。 １アイランド当たり４ピクセルを含む相互接続されたピクセルアレイの図解である。 １アイランド当たり４ピクセルを含む相互接続されたピクセルアレイの図解である。 １アイランド当たり４ピクセルを含む相互接続されたピクセルアレイの図解である。 ＣＭＯＳ撮像装置の典型的アーキテクチャの図解である。 背面照明コンセプトの図解を示す。 背面照明コンセプトの図解を示す。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 「ストレッチ処理」された撮像アレイをＢＧＡの湾曲面に転写する方法と、ＢＧＡパッケージド湾曲イメージセンサを製造するための後続ステップとを概説する。 ストレッチ処理されたイメージセンサから湾曲背面照明撮像装置を製造し、これをＢＧＡパッケージに組込む方法を概説する。 ストレッチ処理されたイメージセンサから湾曲背面照明撮像装置を製造し、これをＢＧＡパッケージに組込む方法を概説する。 ストレッチ処理されたイメージセンサから湾曲背面照明撮像装置を製造し、これをＢＧＡパッケージに組込む方法を概説する。 ストレッチ処理されたイメージセンサから湾曲背面照明撮像装置を製造し、これをＢＧＡパッケージに組込む方法を概説する。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 図１７−図２０に見られるプロセスの要約である。 カラーフィルタ又はマイクロレンズがない背面照明撮像装置を作成するプロセスを図解する。 カラーフィルタ又はマイクロレンズがない背面照明撮像装置を作成するプロセスを図解する。 カラーフィルタ又はマイクロレンズがない背面照明撮像装置を作成するプロセスを図解する。 カラーフィルタ又はマイクロレンズがない背面照明撮像装置を作成するプロセスを図解する。 カラーフィルタ又はマイクロレンズがない背面照明撮像装置を作成するプロセスを図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 カラーフィルタ又はレンズがない背面照明撮像装置を作成する第２の方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 平面背面照明イメージセンサを作成する方法を図解する。 湾曲撮像アレイを使用しカメラモジュールを作成する方法を図解する。 湾曲撮像アレイを使用しカメラモジュールを作成する方法を図解する。 伸縮性インターコネクト非平面電子構造の一実施形態を示す。 相互接続された半導体素子アイランドを使用する伸縮性非平面電子撮像装置製造プロセスの一実施形態を示す。 伸縮性インターコネクトを含む単一ピクセル非平面電子撮像アレイの一実施形態を示す。 伸縮性インターコネクトを含む多ピクセル非平面電子撮像アレイの一実施形態を示す。 平面電子撮像装置交換のための伸縮性非平面電子撮像装置の一実施形態を示す。 機械的作動によって表面が変化する伸縮性非平面電子撮像構造の一実施形態を示す。 転写を使用する伸縮性非平面電子撮像装置製造プロセスの一実施形態を示す。 転写を使用する平面電子背面照明撮像装置製造プロセスの一実施形態を示す。 本発明の一実施形態にしたがい曲線回路を組立てるプロセスを示す。 本発明の一実施形態にしたがい内視鏡検査デバイスに曲線回路アレイを貼り付けるプロセスを示す。 本発明の一実施形態にしたがい内視鏡検査デバイスに曲線回路アレイを貼り付けるプロセスを示す。 本発明による内視鏡検査デバイスの一実施形態を示す。

ここでは本発明の詳細な実施形態が開示されるが、開示される実施形態は本発明を例証するものに過ぎず、本発明を様々な形で具現できることは理解されたい。ここで開示する構造的及び機能的詳細は制限するものではなく、請求項の基礎をなすものに過ぎず、詳細構造の中で本発明を様々に使用するよう当業者を教示する代表的基礎として解釈するべきものである。さらに、ここで使用する用語及びフレーズは制限することを意図するのではなく、本発明を理解するための説明を提供することを意図するものである。

ここで使用する用語「ａ」又は「ａｎ」（ある）は、１つ以上と定義される。ここで使用する用語「ａｎｏｔｈｅｒ」（別の）は、少なくとも２番目以降と定義される。ここで使用する用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」（含む）及び／又は「ｈａｖｉｎｇ」（有する）は、備える、と定義される（つまりオープントランジション）。ここで使用する用語「ｃｏｕｐｌｅｄ」（結合された）又は「ｏｐｅｒａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ」（動作可能に結合された）は、接続された、と定義されるが、必ずしも直接的に、また必ずしも機械的に又は物理的に、接続されるとは限らない。「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」（電子通信）は、物理的接続、無線接続、又はこれらの組み合わせを通じてデータを搬送又は伝送できる状態である。

ここで説明するように、本発明は、フレキシブル、拡張性、又は膨張性表面でフレキシブル及び／又は伸縮性電子回路を使用するデバイス、システム、及び方法を備える。本発明を参照し、用語「ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ」（伸縮性）とこれの語根及び派生は、回路又はこれのコンポーネントを修飾するため使用される場合に、柔らかい、又は弾性の特性を有し、裂けることなく、又は壊れることなく、長くできる、又は広くできる、回路及び／又はこれのコンポーネントを表し、これはまた、伸縮性、膨張性、又は拡張性表面に対応し、且つ伸ばされ、広げられ、又は拡張された伸縮性、膨張性、又は拡張性表面にそれぞれ貼り付けられたときに機能し続けるよう構成されたコンポーネント（上述したようにコンポーネント自体が単独で伸縮性である、ないにかかわりない）を有する回路を含むこ
とを意図する。用語「ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ」（拡張性）とこれの語根及び派生もまた、回路又はこれのコンポーネントを修飾するため使用される場合に、上記の意味を有することを意図する。したがって、「ｓｔｒｅｔｃｈ」（伸ばす）及び「ｅｘｐａｎｄ」（広げる）とその派生は、本発明に言及する場合に同義に使用されることがある。用語「ｆｌｅｘｉｂｌｅ」（フレキシブル）とこれの語根及び派生は、回路又はこれのコンポーネントを修飾するため使用される場合に、壊れることなく曲げることができる回路及び／又はこれのコンポーネントを表し、これはまた、フレキシブル表面に対応し、且つ曲げられたフレキシブル表面に貼り付けられたときに機能し続けるよう構成されたコンポーネント（上述したようにコンポーネント自体が単独でフレキシブルである、ないにかかわりない）を有する回路を含むことを意図する。実施形態において、「ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ」（伸縮性）の下限では破砕が生じない０．５％を上回る材料歪を意味し、上限では、電気性能の低下がなく１００，０００％伸びる構造を意味する。用語「ｂｅｎｄａｂｌｅ」（屈曲性）とこれの語根及び派生は、回路及び／又はこれのコンポーネントを修飾するため使用される場合に、（少なくとも部分的には）折れ曲がった形にできる回路及び／又はこれのコンポーネントを表し、ここでは「ｆｌｅｘｉｂｌｅ」（フレキシブル）の同意語として使用されることがある。

図１は本発明の実施形態の概略図である。明細書の全体を通じて図１の各コンポーネントの説明が含まれている。回路１０００Ｓは基板２００に付けられる、固定される、又は貼られる。実施形態において、基板２００はここで説明するように伸縮性である、及び又は拡張性である。基板２００はプラスチック材で作ることができ、或いはエラストマー材で、又はこれらの組み合わせで、作ることができる。尚、用語「プラスチック」は、通常は加熱されたときに成型又は成形でき、且つ所望の形状に硬化できる、合成又は天然材料又は材料の組み合わせを意味する。用語「エラストマー」は天然材料又は合成材料を意味するほか、伸ばすこと、又は変形させること、ができ、且つ実質的な永久的変形をともなうことなく元の形状に戻る、高分子材料を意味する。かかるエラストマーはかなりの弾性変形に耐えることができる。基板材に使用されるエラストマーの例は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含む高分子有機ケイ素化合物（通称「シリコーン」）を含む。

基板に適した他の材料は、ポリイミド、フォトパターナブルシリコーン、ＳＵ８ポリマー、ＰＤＳポリダストリン、パリレン及びその派生物ならびに共重合体（パリレンＮ）、超高分子量ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリウレタン（ＰＴＧ Ｅｌａｓｔｈａｎｅ（登録商標）、Ｄｏｗ Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標））、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、高分子複合材（ＰＴＧ Ｐｕｒｉｓｉｌ Ａｌ（登録商標）、ＰＴＧ Ｂｉｏｎａｔｅ（登録商標）、ＰＴＧ Ｃａｒｂｏｓｉｌ）、シリコーン／シロキサン（ＲＴＶ ６１５（登録商標）、Ｓｙｌｇａｒｄ １８４（登録商標））、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））、ポリアミック酸、ポリメチルアクリレート、ステンレス鋼、チタン及びその合金、プラチナ及びその合金、及び金を含む。基板は実施形態において、デバイスを一定期間にわたり回収することなく生体（人体２０００と呼ぶ）内に残すことを可能にする性質を有する伸縮性の又はフレキシブルな生体適合性材料で作られる。

上述した材料の一部は、具体的にはパリレン及びその派生物ならびに共重合体（パリレンＮ）、超高分子量ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリウレタン（ＰＴＧ Ｅｌａｓｔｈａｎｅ（登録商標）、Ｄｏｗ Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標））、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、高分子複合材（ＰＴＧ Ｐｕｒｉｓｉｌ Ａｌ（登録商標）、ＰＴＧ Ｂｉｏｎａｔｅ（登録商標）、ＰＴＧ Ｃａｒｂｏｓｉｌ）、シリコーン／シロキサン（ＲＴＶ ６１５（登録商標）、Ｓｙｌｇａｒｄ １８４（登録商標））、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））、ポリアミック酸、ポリメチルアクリレート、ステンレス鋼、チタン及びその合金、プラチナ及び
その合金、及び金は、生体適合性である。基板の生体適合性を高める基板のためのコーティングは、ＰＴＦＥ、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体を含む。

ここで基板２００のため開示される材料は、基板を必要とするここで開示される実施形態のいずれにも適用されると理解できる。また材料は、剛性の度合い、フレキシブルさの度合い、弾性の度合いを含む材料の特性に基づき、或いはヤング係数、引張係数、体積弾性率、剛性率等を含む材料の弾性係数に関係する特性に基づき、及び又は材料の生分解性に基づき、選択できる。

基板２００は様々な形状又は構成が可能である。実施形態において、基板２００は実質的に平坦であり、一部の実施形態においてはシート又は細長片となるよう構成される。ただし、そのような基板２００の平坦構成には何通りもの幾何学的形状があることに注意されたい。テープ状の構成を、又はシート構成を、有する基板を含む、平坦基板の実施形態については、後述する。シート構成を、又は実質的に平坦な構成を、有するフレキシブル及び／又は伸縮性基板２００は、基板２００を畳むことができる、巻くことができる、束ねることができる、包むことができる、さもなければ収容することができるよう、構成できる。実施形態において、そのように構成された基板２００は、対象者の体２０００の中の狭い通路を通って運ばれるときに畳むことができ、巻くことができ、束ねることができ、縮小でき（例えば傘のような構成で縮小）、包むことができ、さもなければ収容することができ、展開位置に達したら広げた状態に展開することができる。

基板２００が伸縮性である実施形態において、回路１０００Ｓは、ここで説明される適切な方法により、伸縮性となるよう、及び／又は基板２００の伸張に対応するよう、構成される。同様に、基板２００がフレキシブルであって必ずしも伸縮性ではない実施形態において、回路１０００Ｓは、ここで説明される適切な方法により、フレキシブルになるよう、及び／又は基板２００の撓みに対応するよう、構成される。回路１０００Ｓは、例示的実施形態との関係で説明する技法等、後述する適切な技法を用いて貼ることができる、及び／又は構成できる。

上述したように、本発明は、その実装時に、複数のフレキシブルな及び／又は伸縮性な電子機器技術のうちの１つもしくは複数を使用し得る。従来、電子機器は、集積回路、ハイブリッド集積回路、フレキシブルプリント回路基板、および印刷回路基板などの上に硬質構造上で製造されてきた。ＩＣとも呼ばれる集積回路、超小型回路、マイクロチップ、シリコンチップ、又は単純なチップは、従来半導体材料の薄い基板上で製造され、無機半導体を堆積する工程で必要とされる高温が主な理由となって硬質基板に制限されてきた。ハイブリッド集積回路と印刷回路基板は、ＩＣをセラミック、エポキシ樹脂、又は他の硬質不伝導面への載置などによって複数のＩＣを集積するための主な方法であった。これらの相互接続面は、基板とのハンダ接合部および基板全体の金属トレースなどの電気的な相互接続方法が撓曲されたときに破損または破砕するのを確実に防ぐため、従来は硬質であった。加えて、ＩＣ自体が撓曲されると破砕する場合がある。そのため、これまでエレクトロニクスの分野は、主に硬質の電子機器構造に制限され、このため、ここで開示される実施形態に必要なフレキシブルさ及び又は伸縮性を要し得る電子機器用途を制限する傾向がある。

フレキシブルプラスチック基板上で使用可能な有機および無機半導体、および本明細書に記載されている他の技術を使用してフレキシブルな電子機器用途を実現する、フレキシブルな及び屈曲性のあるエレクトロニクス技術の進歩がみられる。さらには、フレキシブル基板上へのＩＣの載置、伸縮性のある電気的な相互接続の方法、および本明細書に記載されている他の技術により、電子機器に伸縮性が求められる用途を実現する伸縮性のある
電子機器技術が登場してきた。本発明は、電子機器が可撓、屈曲、拡張、伸張等する必要がある用途など、電子機器が硬質または平面状であったり、そのような状態を保ったりしてはならない構成で作動する必要が用途において、フレキシブルさ、屈曲性、伸縮性、および同様の性質を持つこれらの技術のうちの１つもしくは複数を利用し得る。

実施形態において、本発明の回路は後述する技法及びプロセスを用いて部分的に又は全面的に作ることができる。伸縮性及び／又はフレキシブルエレクトロニクスを達成する様々な方法についての以降の説明は制限することを意図せず、適切な異形及び又は修正を当業者の領域内に含む。本願は、参照により全文を本願に援用する以下の米国特許及び特許出願を参照する。２００９年７月７日に発行された米国特許第７，５５７，３６７号、表題「Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ
Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ（伸縮性半導体素子と伸縮性電気回路）」（「’３６７特許」）、２００９年４月２９日に発行された米国特許第７，５２１，２９２号、表題「Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｉｌｉｃｏｎ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｏｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ（ゴム基板上の高性能エレクトロニクスのための伸縮性単結晶シリコン形態）」（「’２９２特許」）、２００７年９月６日に提出された米国公開特許出願第２００８０１５７２３５号、表題「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ ａｎｄ Ｎａｎ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ｆｏｒ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（半導体インターコネクトにおける制御バックリング構造と伸縮性エレクトロニクスのためのＮａｎメンブレン）」（「’２３５出願」）、２００９年３月５日に提出された米国特許出願第１２／３９８，８１１号、表題「Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ ａｎｄ Ｆｏｌｄａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（伸縮可能折り畳み可能エレクトロニクス）」（「’８１１出願」）、２００３年３月２８日に提出された米国公開特許出願第２００４０１９２０８２号、表題「Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ ａｎｄ Ｅｌａｓｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ（伸縮性弾性インターコネクト）」（「’０８２出願」）、２００６年１１月２１日に提出された米国公開特許出願第２００７０１３４８４９号、表題「Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ Ｄｉｅｓ（ダイを埋め込む方法）」（「’８４９出願」）、２００７年９月１２日に提出された米国公開特許出願第２００８００６４１２５号、表題「Ｅｘｔｅｎｄａｂｌｅ Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ ａｎｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ（拡張可能コネクタ及びネットワーク）」（「’１２５出願」）、２００９年９月７日に提出された米国仮特許出願第６１／２４０，２６２号（「’２６２出願」）「Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（伸縮可能エレクトロニクス）」、２００９年１１月１２日に提出された米国特許出願第１２／６１６，９２２号、表題「Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｓｔｒｅｔｃｈａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（極度に伸縮性のエレクトロニクス）」（「’９２２出願」）、２００８年１２月９日に提出された米国仮特許出願第６１／１２０，９０４号、表題「Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ（トランスファープリンティング）」（「’９０４出願」）、２００４年１２月１日に提出された米国公開特許出願第２００６０２８６４８８号、表題「Ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｎａｎｏｓｃａｌｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（三次元ナノスケール構造を製造する方法及びデバイス）」、２００７年３月２７日に発行された米国特許第７，１９５，７３３号、表題「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ
Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（ソフトリソグラフィのための複合パターニングデバイス）」、２００６年６月９日に提出された米国公開特許出願第２００９０１９９９６０号、表題「Ｐａｔｔｅｒｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｂｙ Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ａｄｈｅｓｉｏｎ ｔｏ ａｎ
Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｉｃ Ｓｔａｍｐ（エラストマースタンプ対する接着のキネティック制御によるパターン転写プリンティング）」、２００６年６月１日に提出された米国公
開特許出願第２００７００３２０８９号、表題「Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ（プリンタブル半導体構造と関係製造及び組立て方法）」、２００７年９月２０日に提出された米国公開特許出願第２００８０１０８１７１号、表題「Ｒｅｌｅａｓｅ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｔｒａｎｓｆｅｒａｂｌｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ， Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（転写可能半導体構造、デバイス、及びデバイスコンポーネントを作るリリース戦略）」、２００７年２月１６日に提出された米国公開特許出願第２００８００５５５８１号、表題「Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｂｙ Ｉｎｋ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ（インクリソグラフィによるパターン生成のためのデバイス及び方法）」。

ここでは幅広い機能を有する集積回路を含めるため「電子デバイス」が広く使われている。実施形態において、電子デバイスは例示的実施形態と関係してここで説明するようにデバイスアイランド構成にレイアウトされることがある。デバイスは下記であってよく、或いはデバイスの機能は下記を含む。集積回路、プロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、ダイオード、キャパシタ、蓄電素子、アンテナ、ＡＳＩＣ、センサ、画像素子（ＣＭＯＳ、ＣＣＤ撮像素子等）、増幅器、Ａ／Ｄ及びＤ／Ａコンバータ、関連差動増幅器、バッファ、マイクロプロセッサ、オプティカルコレクタ、電気機械トランスデューサを含むトランスデューサ、圧電アクチュエータ、ＬＥＤを含む発光エレクトロニクス、ロジック、メモリ、クロック、アクティブマトリックススイッチングトランジスタを含むトランジスタ、及びこれらの組み合わせ。標準ＩＣ（実施形態においては単結晶シリコン上のＣＭＯＳ）を使用する目的及び利点は、上質で高性能で高機能の回路コンポーネントを有し且つ使用することである。これは既に周知のプロセスによって大量生産されており、受動的手段によって製造されるものを遥かに凌ぐデータ生成と機能を提供する。電子デバイス又はデバイス内のコンポーネントはここで説明され、上記のコンポーネントを含む。コンポーネントは上記の電子デバイスのいずれかであってよく、及び／又はフォトダイオード、ＬＥＤ、ＴＵＦＴ、電極、半導体、他の光収集／検出コンポーネント、トランジスタ、デバイスコンポーネントに接触できるコンタクトパッド、薄膜デバイス、回路素子、制御素子、マイクロプロセッサ、インターコネクト、コンタクトパッド、キャパシタ、レジスタ、インダクタ、記憶素子、蓄電素子、アンテナ、論理素子、バッファ、及び／又は他のパッシブ又はアクティブコンポーネントを含む。金属蒸発、ワイヤボンディング、固体又は導電性ペーストの適用等、デバイスコンポーネントは当技術で公知のように１つ以上のコンタクトパッドに接続できる。

別の電気信号によって電流を制御できないコンポーネントは、パッシブデバイスと呼ばれる。レジスタ、キャパシタ、インダクタ、変圧器、及びダイオードはいずれもパッシブデバイスとみなされる。

本発明の目的で、アクティブデバイスとは電子の流れを電気的に制御できる回路コンポーネントである。アクティブデバイスは真空管、トランジスタ、増幅器、論理ゲート、集積回路、半導体センサ及び画像素子、シリコン制御整流器（ＳＣＲ）、交流電流用三極管（ＴＲＩＡＣ）を含み、ただしこれらに限定されない。

「極薄」はフレキシブルな薄い形状のデバイスを意味する。
「機能層」は何らかの機能をデバイスに与えるデバイス層を意味する。例えば機能層は、半導体層等の薄膜であってよい。或いは機能層は、支持層によって分離された複数の半導体層等、複数の層を備えることがある。デバイス受入れパッド間を走るインターコネクト等、機能層はパターン化された複数の素子を備えることがある。

回路を作るため使用できる半導体材料はアモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、導電性酸化物、カーボンアノテート、及び有機材料を含む。
本発明のいくつかの実施形態では、半導体がフレキシブルプラスチック基板上に印刷され、屈曲可能なマクロ電子装置、マイクロ電子装置及び／又はナノ電子装置を作成する。プラスチック上に設けられたかかる屈曲性薄膜エレクトロニクスデバイスは、従来の高温処理方法によって製造される薄膜エレクトロニクスデバイスと同様かそれを上回る電界効果を呈し得る。加えて、プラスチック構造上に設けられたこれらのフレキシブル半導体は、プラスチック基板に対する室温処理など、フレキシブル基板の広域に対して低温でも効率的な高スループット処理と両立する屈曲可能な電子装置を提供し得る。この技術は、単結晶シリコンリボン、ＧａＡｓ、ＩｎＰワイヤ、及びカーボンナノチューブなど多岐にわたる高品質半導体をプラスチック基板上に堆積させることによって、屈曲可能な薄膜エレクトロニクスデバイスを組立てることのできる乾式転写接触印刷技法を提供し得る。フレキシブル基板上に設けられたこの高性能印刷回路によって、幅広い用途を有するエレクトロニクス構造を実現する。’３６７号特許及び関連開示に、屈曲可能な薄膜エレクトロニクスデバイスをこの方法で製造するためのステップ例が例示されている（例えば’３６７特許の図２６Ａ参照）。

プラスチック上に半導体構造を製造できるほか、ＧａＡｓマイクロワイヤ等のプリンタブルワイヤアレイによって、プラスチック基板上に金属−半導体エレクトロニクスデバイスを形成できることが分かっている。同様に、Ｓｉナノワイヤ、マイクロリボン、プレートレット等、プラスチック基板上に他の上質半導体材料が移転されることが分かっている。加えて、エラストマースタンプを使用するトランスファープリンティング技法を使用できる。’３６７特許は、集積ホルミックコンタクトとエピタキシャルチャネル層とともにシングルワイヤ（この場合はＧａＡｓワイヤ）のアレイを使用する、エレクトロニクスデバイスをフレキシブルプラスチック基板上に製造する、主要ステップの例を提供している（’３６７特許の図４１参照）。一例において、半絶縁性ＧａＡｓウェハはマイクロワイヤを作るためのソース材を提供する。各ワイヤは、間隙によって隔てられた複数のオーミックストライプを有することがあり、これにより電子デバイスのチャネル長さが決まる。ポリジメチルシロキサンの平らなエラストマースタンプをワイヤに接触させるとファンデルワールス結合が形成される。この相互作用は、スタンプが剥がされるときにウェハからポリジメチルシロキサンの表面に至る全ワイヤの除去を可能にする。次にポリジメチルシロキサンスタンプとワイヤは未硬化プラスチックシートに置かれる。硬化後、ポリジメチルシロキサンスタンプを剥がすとワイヤが残り、プラスチック基板の表面に埋め込まれたオーミックストライプは露出する。プラスチック基板に対するさらなる処理によってオーミックストライプを接続する電極が画定され、エレクトロニクスデバイスのソース、ドレイン、及びゲート電極が形成される。出来上がったアレイはワイヤとプラスチック基板の屈曲性のため機械的に撓めることができる。

実施形態においては一般的に、伸縮性エレクトロニクスには、多重化チップ及びデータ取得システムに接続されたもの等、電極を組込むことができる。電極は一例において製造、設計、移転、封止されてもよい。一実施形態において、その製造は下記を使用する、及び／又は下記を含む。Ｓｉウェハ；接着層のスピンコーティング（例えばＨＤＭＳ接着層）；例えば酸素ＲＩＥにおけるシャドウマスクによってパターニングされるスピンコーティング（例えばＰＭＭＡ）；ポリイミドのスピンコーティング；ＰＥＣＶＤ ＳｉＯ２の堆積；スピン１８１３レジスト；フォトリソグラフィパターニング；金属蒸発（例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等、又は前記の組み合わせ）；金エッチャント、ホットアセトンにおけるリフトオフ；スピンポリイミド；ＰＥＣＶＤ ＳｉＯ２；スピン１８１３レジスト、フォトリソグラフィパターニング；ＲＩＥエッチング等。この実施形態において、製造ステップはＳｉウェハ上の電極で完了する。実施形態では接着層を解放するためＳｉウェハはそ
の後、例えば１００℃のホットアセトン槽に約１時間入れられ、ＰＩポストは電極をＳｉウェハの表面に接着された状態に保つ。実施形態において、電極は多数の形状に設計でき、多数の分散パターンに分散できる。電極は、ここに図１及び／又は例示的実施形態との関係で説明される設備／素子を含む、エレクトロニクス、多重化エレクトロニクス、インターフェイスエレクトロニクス、通信設備、インターフェイス接続等へ、相互接続されてもよい。実施形態において、電極はＳｉウェハからポリジメチルシロキサンスタンプ等の転写スタンプへ転写される場合があり、この場合、転写スタンプの材料は完全に硬化され、或いは部分的に硬化される。例えば、ポリジメチルシロキサンが３００ｒｐｍで６０秒間スピンされ、６５℃で２５分間硬化され、ポリジメチルシロキサンシートから電極を持ち上げるため使用された場合、部分的に硬化されたポリジメチルシロキサンシートは〜３５０ｎｍである。加えて、電極は封止されてもよい。例えば電極は支持ポリジメチルシロキサン層と第２のポリジメチルシロキサン層との間に挟まれ、ポリジメチルシロキサン層の少なくとも１つは部分的に硬化される。

実施形態において、伸縮性エレクトロニクス構成には、電極及び／又はデバイスへの接続のため、またインターフェイスエレクトロニクスへの接続のため、例えばデータ取得システム（ＤＡＱ）への接続のため、フレックスプリント、チップフリップ構成（例えばＰＣＢに結合）等、フレックスＰＣＢ設計要素を組込むことができる。例えば異方性導電膜（ＡＣＦ）接続によってフレックスＰＣＢを電極へ接合でき、はんだ接合は導電性ワイヤを通じてフレックスＰＣＢをデータ取得システムに接続できる。実施形態では、部分的に硬化されるエラストマー（ポリジメチルシロキサン等）を接着剤として使用することによって電極が表面に接続されてもよい。

実施形態では伸縮性エレクトロニクスが伸縮性エレクトロニクスシートとして形成されてもよい。実施形態において、伸縮性シートは薄く、例えば約１００μｍである。オプションとして、例えば微小流体冷却によって、接触域を実質的に加熱することなく増幅及び多重化を実現できる。

実施形態において、電極を備える電子デバイスのアレイを有するシートは様々な形状に切ることができ、例えば電極シートの形状を決定する通信電極アイランドによって、機能し続けることができる。電極はデバイスアイランド構成（ここで説明）にレイアウトされ、アイランド間伸縮性インターコネクトによって互いに通信するよう設計されたアクティブ回路を含むことができ、回路内の処理設備（ここで説明）は他のアイランドのアイデンティティと位置をリアルタイムで判断できる。このため１つのアイランドが故障する場合でも、アイランドは残りのアレイから連係され多重化されたデータを送出できる。かかる機能は、用途のサイズ制約に基づきかかるアレイを切り、成形することを可能にする。シートは、つまり回路は、サイドまでカットできる。回路は残りの電極及び／又はデバイスをポーリングすることによってどれが残されているかを判断し、相応に較正を修正する。この機能を含む伸縮性エレクトロニクスシートの例は、電極形状、例えば２０×２０プラチナ電極アレイ、１ｍｍピッチ、総面積２０×２０ｍｍ^２；電極インピーダンス、例えば１ｋｈｚで５ｋオーム（調整可能）；フレキシブルシート構成、例えば総厚み５０μｍ、ポリイミド封止；サンプリングレート、例えば１チャネル当たり２ｋＨｚ；電圧ダイナミックレンジ、例えば＋／−６ｍＶ；ｄｃ電圧オフセット範囲、例えば−２．５乃至５Ｖ、ｄｃリジェクション；電圧雑音、例えば０．００２ｍＶ、最大信号対雑音比、例えば３０００；漏れ電流、例えば標準０．３μＡ、最大１０μＡ、ＩＥＣ規格適合等；５Ｖの作動電圧；１チャネル当たりの作動電力、例えば２ｍＷ未満（調整可能）；インターフェイスワイヤ数、例えば電力、グラウンド、低インピーダンスグラウンド、データ線用等；電圧利得、例えば１５０；機械的曲げ半径、例えば１ｍｍ；局所加熱能力、例えば１℃までの局所組織加熱；生体適合性期間、例えば２週；アクティブエレクトロニクス、例えば差動増幅器、マルチプレクサ（例えば１チャネル当たり１０００トランジスタ）；データ取得
システム、例えば１６ビットＡ／Ｄコンバータ、５００ｋＨｚサンプリングレート、雑音２μＶ未満、データログイン及びリアルタイム画面表示；安全順守、例えばＩＥＣ１０６０１等を含む。
本発明の実施形態において、機械的なフレキシブルさは、数多くの用途で、プラスチック基板上の装置の重要な特徴となり得る。集積されたオーム接触を有するマイクロ／ナノワイヤは、幅広い種類のデバイス基板の上に直接組込むことのできる高性能デバイス向けのユニークなタイプの材料を提供する。あるいは、金属インターコネクト線の有無に関係なく薄いポリマーブリッジによって電気的及び／又は機械的に接続するなど、電気的な構成要素を共に接続する目的で他の材料が使用され得る。
実施形態において、封止層が利用され得る。封止層とは、デバイスのコーティング、すなわちデバイスの一部を言及し得る。実施形態において、封止層は、不均質で及び／又は空間的に変化する弾性率を有し得る。封止層は、機械的な保護やデバイスの隔離等を提供し得る。これらの層は、伸縮可能なエレクトロニクスにとって有意な便益を有し得る。例えば、低弾性ポリジメチルシロキサン構造は、著しく（’８１１号出願で詳しく記載されている）伸長性の範囲を拡大し得る。封止層はまた、デバイスの上部で保護または電気隔離のためのパッシベーション層としても使用され得る。実施形態において、低弾性引張隔離層の使用によって、高性能エレクトロニクスの集積が許容され得る。これらのデバイスは、機械的な保護と環境からの保護を提供するための封止層を有し得る。封止層の使用は、高い引張度で有意な影響を及ぼし得る。低弾性率の封止材料が最大のフレキシブルさを提供し、したがって最大の伸縮性を提供し得る。’８１１号出願で言及されているとおり、ポリジメチルシロキサンの低弾性配合によって、伸長性の範囲を少なくとも６０％から拡大し得る。封止層は、引張による故障に弱いデバイスの機能層など、電子デバイスに対する引張力と応力を軽減することもある。実施形態において、異なる弾性率を有する材料の層化が使用され得る。実施形態において、これらの層はポリマーやエラストマー等であり得る。例えば組織と接触する電子デバイスのＳｉｌｋ封止のように、封止は実施形態において移植された伸縮性電子システム間に生体適合性インターフェイスを作る働きをする。

本発明で使用できるフレキシブル及び伸縮性エレクトロニクス技術に戻り、ＧａＡｓ又はシリコン等、バックリングした波状の半導体リボンをエラストマー基板上のエレクトロニクスの一部として製造できることが分かっている。サブミクロン範囲の厚みと、「波状の」及び／又は「バックリングした（ｂｕｃｋｌｅｄ）」、形状を有する半導体リボンは実証されている。エラストマー基板の表面上の、或いはエラストマー基板に埋め込まれた、その構造は、１０％を上回る歪に対し可逆性の伸張性及び圧縮性を呈することが分かっている。これらの構造化されたＧａＡｓリボン上にオーミック接触を組込むことによって高性能伸縮性電子デバイスを達成できる。’２９２特許はポリジメチルシロキサンでできたエラストマー基板上に伸縮性ＧａＡｓリボンを製造するステップを例証しており、この場合のリボンは、上質のＧａＡｓバルクウェハと複数のエピタキシャル層から作られる（図２２参照）。解放されたＧａＡｓリボンを備えるウェハは予備伸張されたポリジメチルシロキサンの表面に接触され、リボンは伸張方向に揃えられる。マザーウェハからポリジメチルシロキサンを剥がすと全てのリボンがポリジメチルシロキサンの表面に移される。ポリジメチルシロキサンでプリストレインを緩和するとリボンに沿って大規模なゆがみ／波状構造が形成される。リボンの形状は、スタンプに与えられるプリストレイン、ポリジメチルシロキサンとリボンとの相互作用、リボンの曲げ剛性等に左右される。実施形態においては、例えばデバイス構造に関連する厚みのバリエーションのため、単一のリボンの全長に沿ってゆがみ及び波を含めることができる。実際の応用で、リボンとデバイスをそれらの伸縮性を維持する方法で封止することは有益である。エラストマー基板上の半導体リボンは、高性能電子デバイス、半導体多層スタックのバックリングした波状リボン、及びかなりの圧縮性／伸張性を呈するデバイスを製造するため、使用できる。本発明は実施形態において、伸縮性の波状インターコネクトを備えるＣＭＯＳインバータアレイ等、半導体リボンを使用するデバイスアレイを生産する製造プロセスを使用してもよい。また、
回路を歪から隔絶することによって亀裂を回避するため、最上層封止の戦略が使用されてもよい。

実施形態において、多層スタックにおけるニュートラルメカニカルプレーン（ＮＭＰ）は歪がゼロとなる位置を決定する場合がる。例えば層は、支持層、機能層、ニュートラルメカニカル表面調整層、封止層を含む場合があり、ニュートラルメカニカル面は機能層と一致する。機能層は実施形態において、フレキシブル又は弾性デバイス領域と剛性アイランド領域を含んでもよい。ＮＭＰは実施形態において、本発明で使用される伸縮性エレクトロニクス用途のいずれかで実現されてもよい。

実施形態では、集積回路を実装するため、電気／電子コンポーネント間の電気相互接続を実装するため、また電気／電子システムの一部としての機械的支持のため、半導体リボン（マイクロリボン、ナノリボン等）が使用されてもよい。フレキシブル及び伸縮性エレクトロニクスの構成／製造にあたっては半導体リボンが様々な形で利用され、例えばフレキシブル及び／又は伸縮性エレクトロニクスのためのアセンブリの相互接続部分やエレクトロニクスとして使用されたり、フレキシブル基板上にフレキシブル及び／又は伸縮性エレクトロニクスを形成する相互接続リボンアレイとして使用されたりする。例えば、プラスチック基板上にエレクトロニクスのフレキシブルアレイを形成するためナノリボンが使用されてもよい。このアレイは電極−エレクトロニクスセルのアレイであり、ナノリボンは事前に製造された後に配置され、メタライゼーション及び封止層を通じて相互に接続される。尚、この構成の最終的構造はここで説明されるプラスチック上に直接製造される電子デバイスアレイに似ているが、半導体リボンによって、より高いエレクトロニクス集積密度が可能となる。加えてこの構成は、ウエット環境から構造を隔絶する製造ステップと封止層を含んでもよい。この例は半導体リボンの使用を制限するものではなく、半導体リボンはフレキシブルさや伸縮性が関係する様々な用途に使用できる。例えば回路のフレキシブルさ及び／又は伸縮性を向上させるため、このアレイのセルがワイヤによって、湾曲したインターコネクトによって、接続されることもあれば、エラストマー基板上に装着されることもある。

波状半導体インターコネクトは、「湾曲した」インターコネクトとも呼ばれる様々なフレキシブル及び伸縮性インターコネクトの一形態にすぎず、その材料は半導体、金属、又は他の導電性材料であり、リボン、バンド、ワイヤ、トレース等として形成される。湾曲構成は、力がかかることによって曲がった形状を有する、例えば１つ以上の折り畳まれた領域を有する、構造を意味する。湾曲したインターコネクトは様々な形で形成され、実施形態ではプリストレインされたエラストマー基板上にインターコネクト材料が置かれ、歪が解放されると曲がった形状が作られる。プリストレインは実施形態において、１、２、又は３軸に提供される、或いは均一的に、又は不均一的に、提供される予備伸張又は予備圧縮である。波状パターンは、プリストレインされた波状パターンに沿って形成され、或いは「突出した」ブリッジをなし、或いはエラストマー上に装着された他の電気コンポーネントとともに使用され、或いは別の構造に転写される。エラストマー基板に力又は歪をかけることによって「突出した」又はバックリングしたコンポーネントを作る代わりに、受入れ表面にコンポーネント材料を貼り付けることによって伸縮性及び屈曲性インターコネクトが作られる場合もある。湾曲構成は、例えば基板上に移されたマイクロワイヤから、或いは例えばエラストマー基板上でエレクトロニクスコンポーネントとともに波状インターコネクトパターンを製造することによって、構成されてもよい。

ここで説明される半導体ナノリボンは、プリストレインされたエラストマー基板上に湾曲したインターコネクトを形成することによって波状「湾曲」インターコネクトを形成する方法を使用する場合があり、この手法は様々な材料に応用できる。波状インターコネクトのもうひとつの一般的種類は、インターコネクト材料の制御バックリング（ｃｏｎｔｒ
ｏｌｌｅｄ ｂａｃｋｌｉｎｇ）を使用してもよい。この場合は接着材が特定のパターンに塗られ、基板と物理的に接触した状態を保つ接着領域と（変形後）、そうでない領域ができる。プリストレインされた基板はウェハ基板から除去され、基板が弛緩されると、接着されていない（又は弱く接着された）領域で接着されていないインターコネクトがバックリングする（「突出する」）。バックリングしたインターコネクトはコンポーネント間の電気的接触を壊すことなく構造に伸縮性を与え、これによってフレキシブルさ及び／又は伸縮性を提供する。図２は、２つのコンポーネント２０２Ｓ及び２０８Ｓ間でバックリングした相互接続２０４Ｓを示す簡易図である。

実施形態では、エレクトロニクス支持構造をよりフレキシブルに、又は屈曲性に、するため、ここで説明される相互接続方式のいずれか、全て、又は組み合わせが、適用されてもよい。例えばプラスチック又は、エラストマー基板等のフレキシブル基板に、湾曲したインターコネクトを適用する。ただし、これらの湾曲したインターコネクト構造は、伸縮性電子構造の別の一般的種類において拡張性又は伸縮性が大幅に高い構造を提供してもよい。この場合は剛性半導体アイランドがエラストマー基板上に置かれ、多数の湾曲したインターコネクト技術のいずれかによって相互接続される。この技術は本書に提示されているほか、参照により全文が援用される’２６２出願に提示されている。この構成はまた、システムの中で封止された剛性コンポーネントで歪を軽減するため、ここで説明されるニュートラルメカニカルプレーン設計を使用する。これらのコンポーネントデバイスは所望の用途に応じた厚みまで薄くされ、或いは現状のまま組込まれる。デバイスはその後、電子的に相互接続され、環境からデバイスを保護しフレキシブルさと伸縮性を高めるため封止される。

実施形態において、ここで説明する伸縮性及びフレキシブルエレクトロニクスを作成するプロセスの第１のステップでは、必要な電子デバイス及びコンポーネントと機能層のための導電性材料を得る。次に（必要に応じ）、バックグラインディングプロセスを使用することによってエレクトロニクスを薄くする。ウェハを確実に５０ミクロンにするにあたって数多くのプロセスが使用可能である。グラインディングプロセスに先立つプラズマエッチングによるチップのダイシングで厚みをさらに減少させることが可能であり、チップの厚みは２０ミクロンにできる。薄片化（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）にあたっては通常、チップの加工部分の上に専用のテープを置く。次に、機械的及び／又は化学的手段を使用しチップの底部を薄くする。薄片化の後には受入れ基板へチップを移すことができる。受入れ基板は平面であり、この上で伸縮性インターコネクトを製造することができる。図３に例示的プロセスを示す。まずは犠牲層３０４Ｓで被覆されたキャリア３０８Ｓ上にフレキシブル基板３０２Ｓを作り（図３Ａ）、フレキシブル基板上にデバイス３１０Ｓを置き（図３Ｂ）、さらに受入れ基板の上面をダイ面の高さと同じ高さにするため平坦化ステップを実行する（図３Ｃ）。その後にインターコネクト製造プロセスが続く。受入れ基板上に堆積されたデバイス３１０Ｓを相互接続３１２Ｓし、デバイスからデバイスにかけてボンドパッドを接合する（図３Ｄ）。実施形態において、これらのインターコネクト３１２Ｓは１０ミクロンから１０センチメートルにおよぶ。次に、相互接続された電子デバイス及びコンポーネントのアレイ全体を被覆するため、高分子封止層３１４Ｓを使用する（図２Ｅ）。次に溶剤で犠牲材をエッチングすることによって、相互に接続された電子デバイスを基板から解放する。これでデバイスをストレッチ処理にかける準備が整う。デバイスは剛性キャリア基板からポリジメチルシロキサン等のエラストマー基板へ移される。新たな基板への移転に先立ちアレイは予備処理され、これによってデバイス／コンポーネントアイランドは優先的に表面に接着し、封止されたインターコネクトは開放され、ずらされ、受入れ基板に対し垂直になる。

実施形態において、インターコネクトシステムは２つ以上のボンドパッドを接続するまっすぐな金属線である。この場合、電子アレイはプリストレインされたエラストマー基板
に移される。この基板の弛緩のときにインターコネクトは基板に対し垂直にずらされ、外向きのバックリングが発生する。このバックリングはシステムの伸張を可能にする。

別の実施形態において、インターコネクトは導電性金属の蛇行パターンである。この種の相互接続アレイは、プリストレインされたエラストマー基板上に堆積させる必要はない。システムの伸縮性は、インターコネクトの曲がりくねった形によって可能となる。

伸縮性／フレキシブル回路は、従来のフォトリソグラフィ技法、スパッタリング、化学気相堆積、インクジェットプリンティング、又は有機材料堆積とパターニング技法との組み合わせを含みただしこれらに限定されない技法によって、紙、プラスチック、エラストマー、又はその他材料上に、形成されてもよい。回路を作るため使用できる半導体材料は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、導電性酸化物、カーボンナノチューブ、及び有機材料を含む。インターコネクトは実施形態において、例えばエラストマー又はプラスチック材料上に置かれた導電性の膜、ストライプ、パターン等からなり、膜はここで説明するようにバックリングしたり、変形したり、伸張したりするよう作ることができる。インターコネクトは実施形態において、例えばフレキシブル及び／又は伸縮性基板又はプラスチック上に置かれた、或いはフレキシブル及び／又は伸縮性基板又はプラスチックに埋め込まれた、複数の膜からなる。

実施形態において、デバイスアイランド４０２Ｓの相互接続には、例えば図４に図示されたものや例えば’９２２出願で開示されている種々構成等、極度に伸縮性のインターコネクト４０４Ｓを使用できる。インターコネクト４０４Ｓの形状及び寸法は、インターコネクトを極めて迎合的に（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）するものである。インターコネクト４０４Ｓは、これの構造的形態が同程度の幅と厚みを有し（例えば比又は反比が約１０の係数を超過しない）、望ましくは等しいサイズとなるようパターニングされ、エッチングされる。実施形態ではインターコネクトが犂耕形式（ｂｏｕｓｔｒｏｐｈｅｄｏｎｉｃ ｓｔｙｌｅ）に形成され、長いバー４０８Ｓと短いバー４１０Ｓを実質的に有する。これはワイヤの実質的形態を有し、１つの寸法が他の２つの寸法を大幅に上回るインターコネクトフォームファクタ（プレート等）とは極めて異なる挙動を示すため、このユニークな形状は後ほど伸張されたときにインターコネクトで発生する応力を最小限に抑える。プレートタイプ構造は主にバックリングによって単軸まわりの応力を緩和し、割れる前に少量のせん断応力に耐える。本発明は、せん断及び他の何らかの応力を含め、全３軸まわりの応力を緩和できる。加えて、インターコネクトは剛性材料から形成されるため、伸張された後に復元力を有し、伸張されていない状態まで再圧縮されるときにワイヤ状の形態のもつれを防ぐ。犂耕形状（ｂｏｕｓｔｒｏｐｈｅｄｏｎｉｃ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）のもうひとつの利点として、これはアイランド間の初期離隔距離を最小限に抑える。実施形態において、インターコネクトはモノリシックに形成（つまりデバイスアイランドと同じ半導体材料から形成）されるか、さもなければ別の材料から形成される。

別の実施形態において、エラストマー基板は、例えば図５に示すように高さ５１２Ｓによって分離された２つの層を備える。最上部の「コンタクト」層はデバイスアイランド５０２Ｓに接触し、デバイスアイランド５０２Ｓは、ここで説明する相互接続方式のいずれか１つによって相互接続５０４Ｓされる。加えて、最下層は「波状」層であり、エラストマー製造のときに基板５０８Ｓに成形されるリップル（ｒｉｐｐｌｅｓ）５１４Ｓ又は方形波を含む。これらの波はさらなる伸張を可能にし、その程度はエラストマーに成形された波の振幅５１０Ｓと波長に左右される。

デバイスアイランドは実施形態において何らかのプレファブ（ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ）集積回路（ＩＣ）であり、このＩＣはフレキシブル及び／又は伸縮性基板の上に、フレキシブル及び／又は伸縮性基板の中に、フレキシブル及び／又は伸縮性基板の間に、
置くことができる。例えば保護のため、強度を上げるため、フレキシブルさを高めるため、図５に見られる構造の上にさらなるエラストマー層を加え、構造を封止することができる。第２の電気相互接続層からエラストマー層を通じて、埋め込まれた層にわたって埋め込まれた電気コンポーネントへ至る電気接触が設けられてもよい。例えばフレキシブル材料にＩＣを封止し、’８４９出願に記載されているように相互接続部にアクセスすることができる（例えば’８４９出願の図１を参照されたい）。この例で埋め込みＩＣを作るには、まず剛性キャリア等のキャリア上に薄いＩＣを置く（ＩＣはキャリアに載せる前に薄くするか、キャリア上で薄くする）。第２のステップでは、何らかの接着剤、エラストマー、又はＩＣ上に流すことができる他の絶縁材料で、ＩＣを被覆する。第３のステップでは、例えばレーザドリリングや当技術で公知の他の方法により、ＩＣの電気接点に至るアクセスを得る。第４のステップでは、開口部に導電対を流し込むことにより、ＩＣの電気接続に至る電気的アクセスを確立する。最後にキャリアからＩＣを解放する。こうして電気的接続を維持しながらフレキシブル基板の中に構造をより簡単に埋め込むことが可能となる。この構造は実施形態において、ＩＣの薄さ、周囲の構造の弾性、拡張電気接点の弾性構成等により、フレキシブル構造である。

尚、伸縮性エレクトロニクス技法の多くは、例えばポリジメチルシロキサンスタンプによる転写プロセスを使用する。ここで説明するように、また’９０４出願で開示されているように、本発明は実施形態において転写スタンプの表面接着を動的にコントロールする方法を含む。転写スタンプは多くの用途を有し、そのひとつは、ある１つの表面（「一次表面（ｉｎｉｔｉａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）」）から材料の薄膜（「ターゲット」）をピックアップし、別の表面（「最終表面（ｆｉｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ）」）に堆積させる。このピックアップは、転写スタンプを押してターゲットに接触させ、ある程度の圧力をかけてスタンプとターゲットとの間にファンデルワールス結合を形成し、ターゲットが付いたスタンプを剥がし、ターゲットが付いたスタンプを別の表面に接触させ、圧力をかけ、ターゲットを最終表面に残してスタンプを剥がすことによって、達成される。ターゲットに対する最終表面の結合力が転写スタンプより高ければ、転写スタンプを剥がしたときにターゲットは最終表面上に残る。或いは、ターゲット対スタンプとターゲット対最終表面の結合力比を変化させるために、転写スタンプを剥がすレートを調整することもできる。本発明は、ターゲットがピックアップされた後に転写スタンプの表面接着を変えることによって、ターゲットを堆積させる新しい方法を説明する。これは、ターゲットが付いたスタンプが最終表面と接触している間に果たすことができる。接着制御は実施形態において、転写スタンプの中に微小流体チャネルを導入することによって果たすことができる。水等の流体をスタンプの中から表面に送り出すことで、表面接着を粘着性から非粘着性に変えることができる。

本発明は実施形態において、微小流体チャネルで形成された転写スタンプを使用することによって転写を達成する。流体（液体又は気体）がスタンプの表面に送り出されることによって表面は濡れ、或いは化学的に官能化され、スタンプ表面の表面接着は変化する。転写スタンプは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）及びこれの派生物を含みただしこれらに限定されない何らかの材料から作成されうる。スタンプは非限定的実施形態において約１マイクロメートルから１メートルの寸法を有する直平行六面体に形成されたポリジメチルシロキサン片である。例えば直平行六面体は１ｃｍ×１ｃｍ×０．５ｃｍ（縦、横、厚み）である。直平行六面体の１ｃｍ×１ｃｍの１面はスタンプ面として指定される。フォトリソグラフィマスク又はステンシルマスクを使用することにより、スタンプ面からスタンプの反対側の面にかけて垂直穴（チャネル）のパターンがエッチングされる。これは酸素反応性イオンエッチングにより果たすことができる。これらの穴が微小流体チャネルであり、直径は約０．１−１０マイクロメートルである。穴の間隔は約１−５０マイクロメートルである。別のポリジメチルシロキサン片はリザーバ形に形成される（例えば１面から小さい直平行六面体（０．８ｃｍ×０．８ｃｍ×０．３ｃｍ）が切り出された１ｃ
ｍ×１ｃｍ×０．５ｃｍ直平行六面体）。この形は、型の中にポリジメチルシロキサンを注ぎ込み、硬化させ、型から取り除くことによって形成できる。このポリジメチルシロキサン片を第１のポリジメチルシロキサン片に接触させ、結合させることにより、図６、ステップＡに見られる形が形成される（これは２片の接触に先立つポリジメチルシロキサンの紫外線オゾン曝露か酸素プラズマ曝露によって果たすことができる）。次にリザーバの上部に１つ以上の穴が開けられ、これによりスタンプの中に水を入れるための流体パイプを取り付けることができる。別の非限定的実施形態でもスタンプは上記のとおりに作られるが、第１のポリジメチルシロキサン片はモールディングにより微小流体チャネルを有するように形成される。ポリジメチルシロキサンモールディングは周知の技術である。まずは所望の形の逆となる型を作る。この場合のそれは４つの壁を備える底面上の垂直ポストアレイである。次にこの型をポリジメチルシロキサンで満たす。それにはポリジメチルシロキサンを注ぎ込み、（高温で）硬化させ、ポリジメチルシロキサンを取り除く。別の非限定的実施形態では、スタンプ面もまたシャローエッチングされた表面チャネルのアレイでパターニングされる。これらのチャネルは実施形態において約１００−１００００ｎｍ幅で、ポリジメチルシロキサンの中に１００−１００００ｎｍエッチングされる。これらは直線アレイ又はチェッカーボードグリッドを形成する。チャネルの目的は垂直微小流体チャネルからスタンプ表面に液体の分散を助けることである。加えて、これらのチャネルは空気の出口としての役割を果たし、ずれることによって、液体をスタンプ表面に押し出す。使用できる液体の一例は、水（スタンプの表面を濡らしその接着力を弱める）を含みただしこれに限定されない。気体流体の場合、これらの表面チャネルは必要ないかもしれない。ポリジメチルシロキサンの表面接着を下げることができる気体の例は、ジメチルジクロロシラン（ＤＤＭＳ）、ペルフルオロオクチルトリクロロシラン（ＦＯＴＳ）、ペルフルオロデシルトリス（ジメチルアミノ）シラン（ＰＦ１０ＴＡＳ）、ペルフルオロデカン酸（ＰＦＤＡ）等である。

実施形態においてスタンプは、図６に示すように操作される。まずは、ピックアップされるターゲット材料又はデバイスを有する基板にこれを接触させる（図６Ａ）。周知のように、ターゲット材料はターゲット材料とスタンプとの間のファンデルワールス力によってピックアップされる（図６Ｂ、図６Ｃ）。ターゲット材料は最終基板に押し付けられ接触させられる（図６Ｄ）。接着を低減させるためスタンプ表面に流体（例えば水）が送り込まれる（図６Ｅ）。スタンプは、水がスタンプ表面を完全に濡らすまでこの状態（水と接触）に放置される。最後にスタンプが取り除かれ、最終基板上にはターゲット材料が残る（図６Ｆ）。図６Ａ−図６Ｆでは明確にするため以下の標識が使われている。流体入口６０１Ｓ、ポリジメチルシロキサンスタンプ６０２Ｓ、流体分散リザーバ６０３Ｓ、スタンプ表面に至る微小流体チャネル６０４Ｓ、接着スタンプ表面６０５Ｓ、ピックアップされ転写されるデバイス６、一次基板６０７Ｓ、最終基板６０８Ｓ、注入される水６０９Ｓ。水は微小流体チャネルの末端に到達し、転写スタンプの表面接着を変化させ、デバイスを解放する。尚、スタンプ表面上の表面チャネルは図示されておらず、また図は一定の縮尺で描かれていない。

’１２５出願では拡張性インターコネクトとの関係で伸縮性回路を可能にする構成のもうひとつの例が説明されている（’１２５出願の図３を参照されたい）。電気コンポーネントは複数の相互接続ノードの１つとみなされ、その相互接続部は基礎となるフレキシブル基板が拡張すると拡張／延長する。フレキシブル及び伸縮性エレクトロニクスは実施形態において、基板、電気コンポーネント、電気インターコネクトを使用する構成を含む、様々な方法で実装でき、その開発と実装には電気的、機械的、化学的プロセスが関係する。

ここで詳述されているように、ＣＭＯＳデバイスは、検知、撮像、処理、ロジック、増幅器、バッファ、Ａ／Ｄコンバータ、メモリ、クロック、及びアクティブマトリックスス
イッチングトランジスタを含む、洗練された機能を提供する。本発明の伸縮性／フレキシブル回路の「デバイスアイランド」又は電子デバイスはデバイスであってよく、ここで説明される機能を、又はその一部を、遂行できる。

実施形態において、デバイス及びデバイスアイランド、デバイスは、上述したように「アクティブ」と理解される。
実施形態において、電子デバイスは、オプションとして、ここで説明するデバイスアイランド構成にレイアウトされる。回路１０００Ｓならびに電子デバイスとの関係でここで説明される機能は、電子デバイスそのものに存在し、或いは電子デバイス及び／又はデバイスコンポーネントのアレイにわたって分散し、或いは他の電子デバイス及び／又はデバイスコンポーネントとの電子通信及び連携により達成され、各電子デバイス（又は電子デバイス及びデバイスコンポーネントの組み合わせ）は、この開示から明白となる独立した機能を、又は追加的機能を、ただし補完的機能を、有する。かかる電子通信は実施形態において無線であってよい。したがって前記のデバイスは、かかる無線伝送が可能なトランスデューサ、送信器、又は受信器を備えることがある。

図１に戻り、この図は、回路１０００Ｓ（ならびに電子デバイス、デバイスコンポーネント、又はこれらの組み合わせ）の機能を概略的に示すものである。電子デバイス、デバイスコンポーネント、又はこれらの組み合わせを含む素子１１００−１７００とそのサブエレメント及びコンポーネントは、回路１０００Ｓの中で個別に存在するか、或いは任意の組み合わせで存在する。特定の組み合わせを後述するが、下記の説明は本発明の例示的実施形態を記述するものにすぎず、本発明の範囲を制限するものとはみなされない。ここで概説される回路１０００Ｓの素子を様々な構成で配置し設計できることは容易に理解されよう。それでもなお、さらなる具体性と詳細をもって本発明を説明する。

回路１０００Ｓは種々のパラメータを検出するためセンサ（「センサデバイス」とも呼ぶ）１１００を備える。検出パラメータを達成するため、センサは、サーミスタ、熱電対、シリコンバンドギャップ温度センサ、薄膜抵抗温度デバイス、ＬＥＤエミッタ、フォトディテクタを含む光学センサ、電極、圧電センサ、超音波エミッタ及びレシーバを含む超音波；イオン感受性電界効果トランジスタ、マイクロニードルを、含んでもよい。

センサ（例えばセンサデバイスアイランド）間の離隔距離は任意であり、有用な範囲は１０μｍ−１００００μｍであるが、ただしこれに限定されない。実施形態において、センサ１１００はセンサ回路として特徴づけられる。センサは差動増幅器へ、及び／又はバッファへ、及び／又はアナログデジタルコンバータへ、結合されてもよい。センサ回路は、センサそのものと同じデバイス上に形成され、或いはセンサそのものと異なるデバイス上に形成される。回路はアクティブマトリックス形式にレイアウトされる場合があり、この場合、複数のセンサ１１００からの読み取りは１つ以上の増幅器／論理回路によって切り替えられ、処理される。センサ１１００（又は任意のデバイス）アレイからの信号は、参照により全文を本願に援用する２００９年３月１２日に提出された公開国際特許出願ＷＯ２００９／１１４６８９に記載されたものを含む多重化技術を用いて、処理できる。マルチプレクサコンポーネント回路は、基板２００上の回路１０００Ｓ上に、又は同回路の中に、或いはデバイス動作との干渉を回避する場所に、例えばカテーテルガイドワイヤのベースに、置くことができる。動作との干渉を回避する他の場所は明白であろう。

回路１０００Ｓは処理設備１２００（ここでは「プロセッサ」、「処理」、及び下記の用語で呼ばれることがある）を備え、同処理設備は、蓄積された、又はアクセス可能な、プログラムコード又はプログラム命令の実行を直接的に又は間接的に促進する信号プロセッサ、デジタルプロセッサ、組込みプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ等を、含んでもよい。加えて、処理設備１２００は複数のプログラム、ス
レッド、及びコードの実行を可能にする場合がある。処理設備１２００の性能を高めるため、またアプリケーションの同時作動を促進するため、スレッドは同時に実行されてもよい。実装の目的で、ここで説明される方法、プログラムコード、プログラム命令等は、１つ以上のスレッドで実装されてもよい。スレッドは他のスレッドを生成する場合があり、これらのスレッドには優先順位が割り当てられてもよい。処理設備１２００は、優先順位に基づき、或いはプログラムコードに用意された命令に基づく他の何らかの順位に基づき、これらのスレッドを実行してもよい。処理設備１２００（及び／又は概して回路１０００Ｓ）は、本書と他所で説明される方法、コード、命令、及びプログラムを蓄積する電子通信メモリを含んでもよく、或いは同電子通信メモリの中にあってもよい。処理設備１２００は、本書と他所で説明される方法及び機能を遂行するため、方法、コード、及び命令を蓄積する蓄積媒体にインターフェイスを通じてアクセスしてもよい。処理設備１２００は、電子デバイス及び／又はデバイスコンポーネントを含む回路１０００Ｓの他の素子と電子通信する。オフボード処理設備１２００Ａは上記の全機能を備えるが、回路１０００Ｓから物理的に分離され、回路１０００Ｓと電子通信する。

データ収集設備１３００（及びオフボードデータ収集設備１３００Ａ）は、撮像設備１６００（後述）と治療設備１７００とを含む回路１０００Ｓとこれの素子によって生成されるデータを、収集し、蓄積する。データ伝送設備１５００は、処理設備１２００又はオフボード処理設備１２００Ａへセンサ情報を伝送（ＲＦ及び／又は有線）する手段を含む。また、素子１１００−素子１７００の各々は互いに電子通信するよう構成され、必ずしもデータ伝送設備１５００を通じて通信するとは限らない。実施形態において、回路１０００Ｓ及び／又はデータ伝送設備１５００は出力設備３００と電子通信し、同出力設備は実施形態において、処理設備１２００Ａと、又は独立した処理設備と、電子通信できる。ここで説明される種々の出力は出力設備３００から発するものと理解されたい。

回路１０００Ｓは実施形態において、上記の方法を含む物理的接続によって、そして回路１０００Ｓ上のアクセス可能な場所に、或いはデバイス動作との干渉を回避する場所に、導電パッドを設け、異方性導電膜（ＡＣＦ）コネクタを導電パッドに接続することによって、外部／独立デバイス及びシステムに接続され、或いは外部／独立デバイス及びシステムと電子通信する。また、回路１０００Ｓ及び／又は関連デバイス１０１０Ｓは、無線伝送が可能で外部／独立デバイス及びシステムとの無線通信が可能であるトランスデューサ、送信器、トランシーバ、又は受信器を、備えてもよい。加えて、回路１０００Ｓアイランドは、後述するような導波路に沿って光データ通信を遂行するよう作られる。

電源４００は様々な方法で、例えば外部から光学的に、導波路によって、回路１０００Ｓに電力を供給でき、回路の残りの部分に加え、伸縮性／フレキシブル形式のＰＶセルを有する。或いは、回路１０００Ｓに給電するため薄膜バッテリが使用されてもよい。この場合は装置を体内に残し、オペレータと通信することが可能となる。或いは、装置上のＲＦ通信回路は、回路内のデバイス間の、及び／又は外部／独立システムとの、無線通信を促進するばかりでなく、回路に給電するためのＲＦ電力を受け取ることができる。かかるアプローチを使用することで外部電気インターフェイスの必要はなくなる。

回路１０００Ｓは、本発明の実施形態において治療設備１７００を含み、これは所望の治療を達成するために種々の素子を含む。回路は、実施形態において熱又は光作動型薬物送達ポリマーを備え、これが作動すると体内の局所部位へ抗炎症薬等の化学物質が放出される。実施形態では薬物送達ポリマーを作動させるために、発光エレクトロニクス（ＬＥＤ等）が使用されうる。

回路１０００Ｓは、本発明の実施形態において、撮像回路１６００を備える。撮像回路１６００は、実施形態においてアクティブピクセルセンサからなるパックドアレイを備え
る。アレイ内の各ピクセルは、単一の単結晶シリコン片（５０×５０μｍ^２；厚み１．２μｍ）で形成されるフォトディテクタ、ｐｎ接合ブロッキングダイオード、アクティブ増幅器、及びアナログデジタルコンバータを、収容してもよい。撮像回路１６０００は、実施形態において、接触応力による損傷を防ぐため、ポリジメチルシロキサン等の高分子層により封止される。撮像回路１６００は、基板２００上にフォトディテクタのアレイを備えることがある。これは対象者の体内２０００の関心部位の近くに置かれる。フォトディテクタが組織に近接するため、レンズによる焦点合わせがなくとも高空間分解能撮像が提供されうる。撮像回路１６００は、関心組織の撮像のためフォトディテクタに照明を提供する光ファイバ又はＬＥＤを備える光源を、又は光ファイバ又はＬＥＤに接続された光源を、備える。

撮像設備１６００の方法、構成、ならびに製造技法を含む回路１０００Ｓの例示的構成が以下に記される。ただし、ここで説明される回路（ならびにその電子デバイス、コンポーネント、及び他の機能的素子）の実施形態が例示的実施形態のいずれにも当てはまることは理解されたい。例示的構成及び技法は、範囲を制限するものとみなされない。ここで概説される本発明の回路素子、構成、および製造技法が様々なやり方で使用、配置、又は実装され得ることは容易に理解されよう。明確化のため、ここで説明される回路構成、機能的素子、及び製造技法（ならびに例示的実施形態）はここで開示されるどの実施形態にも当てはまるとみなされ、説明される特定の代表的実施形態にのみ当てはまるとはみなされない。

撮像設備１６００の実施形態は、フレキシブル及び伸縮性電子コンポーネントからなる非平面電子撮像アレイが関係してもよい。アレイのフレキシブルさ及び伸縮性により湾曲構成が可能となる。これらのアレイは、顕微鏡、監視システム、内視鏡、赤外線撮像装置、望遠鏡、高性能カメラ、スキャナ、マシンビジョンシステム、車両ナビゲーションシステム、コンピュータ入力デバイス、オートフォーカスシステム、スタートラッカー、モーション検出システム、画像安定化システム、高解像度テレビ用データ圧縮システム等、数々の撮像システムに組込むことができる。伸縮性電子コンポーネントは主に、上記の撮像システムに組み入れることができるアクティブ及び／又はパッシブピクセルアレイの形をとる。電子コンポーネントは、必要な回路を収容しインターコネクトにより機械的且つ電子的に相互接続されたアイランドの形に配置されてもよい。インターコネクトは、望ましくは歪とチャネルを破壊する力をデバイスアイランドから吸収する。インターコネクトは、力をかけられた集積回路が伸張し撓むためのメカニズムを提供する。本発明では主に、撮像の目的で１つ以上ピクセルユニットからなるデバイスアイランドを参照する。ただし、「アイランド」に組込まれる伸縮性電子デバイス及びデバイスコンポーネントはこの説明に限定されない。デバイスアイランドとインターコネクトは、転写により最終製品又はシステムレベルの構造に一体化されてもよい。ここではこれをさらに説明する。電子デバイスの封止とシステム／デバイスインターコネクトの一体化は、このプロセスの任意の段階で遂行できる。

撮像アレイと付随する電子デバイスに使用される回路は、標準ＩＣセンサ、トランスデューサ、インターコネクト、及び計算／論理素子を備えてもよい。デバイスは通常、所望の機能を実装する回路設計に従いシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハ上に作られる。或いは半導体デバイスは、容易に除去される層（例えばポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）により支持された極薄半導体の最上層を提供する適切なキャリアウェハ上で処理されてもよい。これらのウェハは標準プロセスによりフレックス／ストレッチＩＣを製造するため使用され、アイランドとインターコネクトの配置は用途の要求に合わせて調整される。

本発明に従い電子デバイスを作成するための代表的、非限定的製造ステップ例を説明す
る。ここで説明される他の伸縮性エレクトロニクス方法を非平面撮像装置の作成に応用できることは当業者によって理解されよう。

電子デバイスは、実施形態においてデバイス「アイランド」構成に配置される。本発明の一実施形態において、デバイスアイランドの面積は、典型的には１μｍ×１μｍ−１０００μｍ×１０００μｍである。ただし、これとは別のサイズを必要に応じ使用することもできる。これらのアイランドは、少なくとも１つのピクセルを収容でき、これは感光性材料と関連回路を含んでもよい（例えばアクティブピクセルアレイの場合はトランジスタ）。大きいアイランドは、複数のコンポーネント又はピクセルを保持するキャパシティを有してもよい。アイランドはバッファ及び／又は増幅器に接続されてもよい。アイランドは、デジタル信号を読み込み、処理でき、且つデータを出力でき、又はデータをメモリセルに蓄積できる、論理回路、Ａ／Ｄコンバータ、アクティブマトリックススイッチを、収容してもよい。加えて、一部のアイランドは、単にメタルコンタクトパッドとして設計され使用される。アイランド間には少なくとも１つの電気的及び／又は機械的相互接続が見られる。

図７Ａに示すように、標準ＣＭＯＳ製造技術を使用し平面のＳＯＩウェハ（例えば１００ｎｍ乃至１００μｍの厚み、この例は厚み１．２μｍの上部Ｓｉ、厚み１μｍの埋設酸化物）上にイメージセンサが製造されてもよい。ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、硫化鉛等の非シリコン材料を使用しイメージセンサが製造されてもよい。

図８に示すように、各ピクセル８００ＮＰは、アレイ８０２ＮＰにレイアウトされてもよい。図示されているように、ピクセルは、例えばビット８０４ＮＰ及びワード８０８ＮＰ選択、ならびに電力（Ｖｃｃ）８１０ＮＰ及びリセット８１２ＮＰのため、制御及び電力接触子を有してもよい。アレイは、例えば１μｍ×１μｍアイランドアレイに、例えば他のアイランドから１−１００μｍの間隔をあけ、レイアウトされてもよい。このアイランド間ギャップは、ストレッチ処理の後、アレイ全体の収縮のため縮みうる。ピクセルの寸法は、アイランドサイズの限界内で異なる（例えば面積１μｍ×１μｍ−１０００μｍ×１０００μｍ、代表的ピクセルピッチ約２μｍ、したがって１００μｍ２のアイランドは約２５個のピクセルを収容）。使用できるもうひとつのアクティブピクセル設計を図９に示す。これは、マイクロレンズ９０２ＮＰ、増幅器トランジスタ９０４ＮＰ、バストランジスタ９０８ＮＰ、シリコン基板９１０ＮＰ、リセットトランジスタ９１２ＮＰ等を含む。

２メタルレイヤープロセスを使用し作られるＣＭＯＳアクティブピクセルアレイは、撮像アレイの一実施形態である。このアレイは、機械的ブリッジと電気的インターコネクトをシステムに一体化するためのルールに従って設計される。イメージセンサグリッドは、ＳＯＩウェハ上に製造されギャップによって隔てられる（図７Ｂ）。これらのギャップは後ほど伸縮性インターコネクトの形成を促進する。ギャップの下のシリコンがエッチングされることによって、イメージセンサアイランドを孤立させる（図７Ｃ）。撮像アレイの最終的な非平面形状を考慮すると、このスペースは重要である。最終的な非平面形状でピクセルを等間隔にするには、平面レイアウトの中でピクセル／アイランドの離隔を不均等にする必要がある。したがって、アイランド間のインターコネクトの長さは、異なってもよい。平面設計で最適なアイランドレイアウトを判断して非平面撮像アレイで均一なピクセル密度を達成するには、ケースバイケースで計算が行われる。例えば、イメージセンサ間のスペースは１００ｎｍから１００μｍにおよぶ。

一例ではイメージセンサアイランドが第１のポリイミド（ＰＩ）パッシベーション層によって保護され、そしてアイランドを部分的にアンダーカットするため短いＨＦエッチングステップが適用される（図７Ｄ）。第１のパッシベーション層は除去され、次に、ＰＥ
ＣＶＤやリフトオフ手順を含む他の堆積技法によって、ＳｉＯ２の薄膜（厚み１００ｎｍ）が堆積され且つパターニングされ、その結果、約５μｍ幅の領域を除き、デバイスアイランド間のスペースの殆どは酸化物層で覆われる。この酸化物層の目的は最終エッチングステップのときに犠牲層として機能することである。これによって、次のステップで堆積されるＰＩはシリコンの小さい〜５ｍ幅領域のみに接着する。この領域は、ＨＦエッチングでデバイスが浮くのを防ぐにあたって十分な接着力を有し、ただし高収率転写の妨げとなるような過大な接着力は有さない。

第２のポリイミド層がスピンされパターニングされると、アイランド間にインターコネクトワイヤ／ブリッジの形が形成される（図７Ｆ）。１つのブリッジは通常、ある１つのアイランド端部の中央から別のアイランド端部の中央まで延在する。この設計はパッシブマトリックス撮像アレイに使用された。或いは、デバイスアイランドの各コーナーから２つの異なるデバイスアイランドコーナーにかけて２つのブリッジが延在する。最終的な伸縮性システムで全体的な機械的歪を減らすことを目的とする設計では特に（機械的モデリングにより決定）、別のブリッジ構成が使われてもよい。ある１つの代表的インターコネクト設計は、稠密な蛇行レイアウトを有し、ある１つのアイランドの１コーナーから隣接するアイランドのコーナーを接続する。インターコネクトブリッジは実施形態において約１００ｎｍ乃至５００μｍ幅で、複数の電線を収容する。

デバイスアイランドがアンダーカットされたところは、第２のポリイミド層によって部分的に満たされる。これは、後ほどリリースプロセスでアイランドを安定化させ、その移動を防止するのに役立つ。金属インターコネクトを作るため、第２のＰＩ層にはビアがエッチングされる。次に、回路を接触させ、且つアイランドからアイランドにかけてワード、ビット、リセット、及びｖｃｃ線を接続するため、第３の金属層がパターニングされる（図７Ｇ）。本発明の一実施形態において、アイランドは、それぞれ１ピクセルからなる。この例で、第３の金属層は、図１０に示すようにビアを通じてポイント１−８と接触する。必要に応じ第１及び／又は第２の金属層までビアが作られ、センサのワード、ビット、リセット、及びＶｃｃ線と第３の金属層との電気接触を促進する。アイランドは本発明の別の実施形態において複数のピクセルからなる。複数のピクセルを備えるアイランドを相互接続するにあたって有用な設計を図１１−図１３に示す。

イメージセンサの一実施形態ではその後、カラーフィルタアレイ（例えばＢａｙｅｒ Ｃｏｌｏｒフィルタアレイ）が各ピクセル上に堆積される（図７Ｈ）。これは、従来のカラーフィルタ堆積で行われているように色素注入フォトレジスト（例えばジアゾナフトキノンＤＮＱ−ノボラック）を使用することによって達成される。カラー画像を必要としない用途の場合は、このステップを省くこともできる。

第３のＰＩ層がスピンされる（ワイヤとその他すべてを覆う）（図７Ｉ）。本発明の一実施形態ではその後、図に示すように、マイクロレンズのアレイを作るためレーザーアブレーションとサーマルリフローを使用し第３のＰＩ層が処理される（図７Ｊ）。

次に、Ｏ２ ＲＩＥで堆積ＳｉＯ２ハードマスクを用いたエッチングによって第２及び第３のＰＩ層が分離される。デバイスアイランド及びブリッジの外に位置するＰＩはエッチングされ、ＰＩが覆う領域は電気的に外部に接続され、小さい領域は下の酸化物へ至る。

必要に応じエッチングホールが形成され、ウエット及び又はドライエッチングによってシリコン又は金属層を通じて移転される。デバイスを解放するためにＨＦエッチャントを使用し埋まっている酸化物がエッチングされ、デバイスは、デバイスアイランドの境界近くでハンドルウェハに接触する第２のポリイミドパッシベーション層のためハンドル基板
に取り付けられた状態を保つ（図７Ｋ）。

ＨＦエッチングが十分にコントロールできずＰＩ絶縁層の下にしみ込みＣＭＯＳデバイスを攻撃する場合は、第２のＰＩパッシベーションに先立ち、自然酸化物を除去するため短いアルゴンスパッタリングを行い、その後にアモルファスシリコンスパッタリングを行い、その後にＰＩパッシベーションと残りの処理を行ってもよい。リンスの後はデバイスを空気乾燥させる。結果的に金属及びポリマーインターコネクトシステムによって接続されたアイランドのネットワークができる。これらのアイランドは、１つ以上のピクセルを収容する。

上記の技法以外の技法、上記の技法の組み合わせ、ならびに上記の技法からの僅かな逸脱により、伸縮性回路を実現できることを理解されたい。例えばスパッタリング、化学気相堆積、インクジェットプリンティング、又はパターニング技法と組み合わされた有機物堆積により、プラスチック、エラストマー、又は他の伸縮性材料上に、伸縮性回路が形成されてもよい。回路を作るため使用できる半導体材料は、アモルファスシリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、導電性酸化物、カーボンナノチューブ、及び有機材料を含む。上述した伸縮性回路を可能にする方法の全ては、これ以降「ストレッチャブル処理」と呼ばれる。

上述した方法のいずれか１つによって製造されるアンダーエッチングされた極薄の部分的に又は全面的に処理された回路は、ここで説明される転写によって、そのシリコンマザーウェハから所望の表面へと、移すことができる。

非平面撮像アレイの一実施形態は、ＣＭＯＳ撮像システムを備える。この撮像システムは、アクティブ又はパッシブである。ＣＭＯＳ撮像システムのコンポーネントは、当技術で公知の従来のＣＭＯＳ撮像技術に従う。ＣＭＯＳセンサデバイスは、画像をデジタル画像に変換する。センサは通常、ピクセルアレイとフォトダイオード等のいくつかの感知素子とトランジスタを含む。ＣＭＯＳイメージセンサは、光を感知する感光手段と、感知された光を電気信号に加工してデータにするＣＭＯＳ論理回路からなり、各ピクセルセルには読出し回路が接続される。アクティブマトリックス撮像アレイを作る一方法では、図８及び図９に見られるようなピクセルユニットにアイランドを接合する。図１０には、ＣＭＯＳアクティブピクセルが隣接する一連のピクセルに接続されインターコネクトにより接合されたアレイが形成される様子が描かれている。これにより、最終的には非平面構成に適合するアレイの能力と伸縮性が可能となる。図１１Ａ−図１１Ｃには、ポリイミド等のポリマーサポートに挟まれた金属線によりアイランド上の複数のピクセルユニットが接続される例が描かれている。センサは光強度を測定するだけなので、カラーカメラ用途の場合はカラーフィルタが必要となる。ピクセルに集束される光の量を増やすためにマイクロレンズも使用される。これらの層は、周知の技法により非平面ピクセルアレイに容易に組込むことができる。ＣＭＯＳ撮像アレイは最終的にカメラモジュール等のより大きなシステムに組込まれ、有用な情報を作るには、イメージピクセル１００２ＮＰ、タイミング１００４ＮＰ、バイアス回路１００８ＮＰ、Ａ／Ｄコンバータ１０１０ＮＰ、増幅器１０１２ＮＰ、カラムマルチプレクサ１０１８ＮＰ、ローアクセス１０１４ＮＰ等を含む図１４に図示されたような支援ハードウェアが必要となる。

ＣＭＯＳアレイのもうひとつの実施形態は、背面照明構成である。この構成には当初の設計の態様が採用されるが、像からの光は金属層を通じて到来するのではなく、アレイは反転され、光は背後（感知素子の近く）から各ピクセルに至る。図１５Ａに見られる従来の前面照明撮像装置のように金属インターコネクトと誘電体層によって遮られる光は少ないため（ピクセルビネッティング）、この設計ではフォトダイオードに到達する光の量が大幅に増える。図１５Ｂではこの背面照明構成スタック設計を見ることができる。従来の
トップ照明イメージセンサと同様、カラー画像を生成するには背面照明ピクセルにカラーフィルタが必要である。また、スタックの上部にマイクロレンズアレイを設けると撮像装置の感光部品により多くの光を誘導でき有利である。

背面照明フォトディテクタのアイデアは新しいアイデアではない。ただし、反転ディテクタの製造ではフォトダイオード／レンズ／カラーフィルタのアラインメントと、パッドコンタクトの形成と、ウェハの薄片化に難題がある。本発明で説明されるストレッチャブル処理技法は、これらの難題を部分的に克服する方法を提供する。これは特に、厚みの減少により多大なセンサ収率低下をこうむる従来のウェハ薄片化プロセスに代わる代替手段として有効である。本発明は、アンダーカットエッチングとポリマー封止を使用し薄いデバイスを作り、デバイスのバックサイドグラインディングの必要性を回避する方法を説明する。

背面照明撮像アレイを作るには、図７Ｇに示されたピクセル間金属インターコネクトの堆積までは、前面照明アレイ（従来）と同じプロセスをたどる。最終金属層の堆積後は酸化物層までビアをあけ、イメージセンサアイランドをアンダーカットする。このアンダーカットによってアイランドはマザーウェハから解放されるが、アイランドの下にあるＰＩポストによって支持される。図１７Ａ−図１７Ｂに示すように、ストレッチ処理されたイメージセンサはジオメトリック転写スタンプを使ってひっくり返される。図１８Ａ−図１８Ｆに示すように、犠牲層の上にはカラーフィルタアレイとマイクロレンズアレイを従来の技法により製造することができる。カラーフィルタアレイとマイクロレンズアレイをセンサアレイに整列させ、接合すると、図１９に示すデバイス構造が完成する。次のステップではジオメトリックスタンプを弛緩させて所要の湾曲形状を形成する。次に図２０Ａ−図２０Ｃに示すように湾曲されたセンサをパッケージする。図２１−図２３には背面照明撮像装置を作る別のプロセスフローが図示されている。

本発明は実施形態において、平面背面照明撮像装置を製造する方法を提供する。図２４Ａ−図２４Ｆに示すように、背面照明撮像装置を作るプロセスではまず、剛性キャリア基板によって支持された犠牲層の上でフォトダイオードを作る。この例ではＳＯＩウェハ上にシリコンフォトダイオードを製造する。次に、イメージセンサの製造を完了するために、フォトダイオードの上に誘電体線路及び金属線を製造する。前記のステップには従来のイメージセンサ設計を使用できる。次に、高分子材料を使用することによって、イメージセンサの表面を不動態化する。この高分子材料は機械的支持を提供する。その後にエッチングステップが続き、犠牲層（例えばＳＯＩ酸化物層）へ至る小さな穴を作る。次に、化学作用によって犠牲層を除去する。ここで、望ましくはエラストマースタンプを使用し、イメージセンサアレイをひっくり返すことができる。スタンプは、キャリア基板からイメージセンサをピックアップし、別のスタンプに移す。これはその後、さらなる処理のため、清潔な第２のキャリア基板上に堆積される。この段階で、当業者にとって周知の技法を用いてカラーフィルタとマイクロレンズを製造することもできる。

ここで説明される非平面撮像アレイを達成する方法は、数多くの撮像アレイ／ピクセル設計に応用されうる。商業化されたＣＭＯＳ撮像アレイ設計を我々のストレッチャブル処理方法により変更することによって、メガピクセル撮像装置、フルフレーム撮像装置、ライン撮像装置、ＣＭＯＳ撮像装置、ＣＣＤ撮像装置等、非平面撮像アレイ形式を与えることができる。変更にあたっては、少なくとも１つの撮像ピクセルをそれぞれ含むアイランドを、上述した一連の金属及びポリマーインターコネクトにより接続する。接続はビアを通じて行う。ビアは埋設された金属層に到達し、それらをピクセル間インターコネクトネットワークへ接合する手段を提供する。これによりシステムの変形が可能となる。

本発明の実施形態によると、非平面撮像システムは、顕微鏡、半導体ウェハ検査用カメ
ラ、検査用撮像システム、計測撮像装置を有する計測用撮像システム、監視カメラ、コンパクトカメラ（セルフォン、ウェブカム、ディスクリートセキュリティカメラ）のためのカメラモジュール、医療用撮像装置、内視鏡、血流撮像装置、核医学用撮像装置、赤外線カメラ等の撮像装置、地上望遠鏡、宇宙用撮像装置、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、スキャナ、マシンビジョンシステム、車両ナビゲーションシステム、ビデオ電話、コンピュータ入力デバイス、オートフォーカスシステム、スタートラッカー、モーション検出システム、画像安定化システム、パターン認識システム、ウェブカメラ、高解像度テレビ用撮像装置、無人航空機（ＵＡＶ）のための撮像システム、高解像度撮像のためのアクティブピクセルアレイ、自動車カメラ、暗視撮像装置、ｘ線撮像装置、ガンマ線撮像装置、放射線検出器、超音波撮像、熱撮像等、数々の製品／用途に採用することができる。イメージセンサの実施形態は各用途において、パッケージされたイメージセンサ、カメラモジュール（光学コンポーネントと撮像装置）、又はより完全なカメラ（用途に必要な全ソフトウェア及びハードウェアを備える自己完結型撮像装置）の、形をとる場合がる。

イメージセンサは２つの方法により組込むことができる。１つの方法では、所望のシステムのカメラに撮像アレイを直接組込み、平面撮像アレイを、上記の実施形態で説明した非平面撮像アレイに、置き換える。それには、イメージセンサのボンドパッドをその支持基板の外縁に接続するため金属線を堆積させ、次に、これらの金属線から受入れ側システムの計算モジュールにかけて異方性導電膜（ＡＣＦ）コネクタを接着する。少なくとも１つのＡＣＦコネクタは撮像アレイから画像処理回路に接続される。撮像アレイのレイアウトにおいて、導電性パッドは通常、アレイの外周に近いアクセスが容易な領域に置かれる。パッドがポリジメチルシロキサン等の封止層により覆われる場合は、ウエット又はドライ化学エッチングにより、ドリリングを含みただしこれに限定されない機械的材料除去により、或いはレーザ／ヒートアブレーションにより、パッドにアクセスできる。

湾曲センサアレイを製品に組込む第２の方法では、図１６Ａ−図１６Ｆ及び図２０Ａ−図２０Ｃに示すように、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）等の従来のチップスケールパッケージにイメージセンサをパッケージする。上記の実施形態によると、イメージセンサのボンドパッドをその支持基板の外縁に接触させるため金属線を作る。その後、これらの金属線にＡＣＦコネクタを融合させ、外部コンポーネントとの通信のためにＢＧＡラミネートへ連結された３２ピンコンタクトに接続する。ＢＧＡ基板は通常、２つ以上の絶縁金属層（銅被覆ビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）ラミネート）からなる。ラミネートの底面は一連の銅ボールに接着される。３２ピンコンタクトパッドと導電性ボールの直接路を促進するため、銅ボールに至るビアを基板に開ける。湾曲した撮像アレイの底面とそのＡＣＦインターコネクトを安定させ固定するため、保護エポキシを塗ることができる。ＢＧＡ型の湾曲撮像装置は多数の製品に容易に組込むことができ、ユニークな形状を持つ撮像装置向けに設計されていないシステムに対処するにあたって可能性を広げる。当業者にとって周知のようにタイプの異なるＢＧＡを使用することもできる。

本発明の実施形態によると、非平面イメージセンサは図２５Ａ−図２５Ｂに示すようにカメラモジュールに組込まれる。パッケージされたイメージセンサ（ＢＧＡ等）は、画像処理デバイス、ランダムアクセスメモリ、及びインターフェイスロジックハードウェアを含むコンポーネントを収容する回路基板に直接組込まれる。それには、ＢＧＡの底部でボールコンタクトを回路基板のコンタクトに整列させ、さらに熱を加えてボールを溶かし永久的接着を達成する。

最後に、少なくとも１つのレンズを収容するレンズバレルをイメージセンサに整列させる。レンズバレルは調整可能な台を収容しており、この台によってレンズと撮像アレイとの距離を変え焦点を変えることができる。３つのコンポーネントは別々に製造され、その後組立てることができる。レンズバレルは可動台上に少なくとも１つのレンズを有する。
レンズはガラス又はプラスチックでよい。レンズは組立てのときに可動台に容易にはめ込まれるよう設計される。一実施形態において、レンズとそのプラスチックホルダーはともに押し出し成形される。

カメラモジュールの一実施形態は、少なくとも１つの射出成形プラスチック光学部品／レンズを有する。これはレンズバレルに挿入される前に様々な曲率及びサイズに容易に作ることができる。中空のレンズ形空洞を持つ金型が製造される。これは半液体状のポリマーを注入することによって満たされる。ポリマーが硬化したら型を開け、部品を取り除く。このプロセスは高圧下で行われ、ポリマーレンズの仕上げ作業はほとんど不要である。その後、ポリマーレンズはレンズバレルの可動台に設置される。カメラモジュールのもうひとつの実施形態は、曲率を変えることができるレンズを有する。それには封止された液体又はゲル状のレンズを使用する。これに半径方向張力がかかるとレンズの曲率は変化する。レンズの曲率変化は優れた焦点調節能力をカメラモジュールに与える。半径方向張力はレンズを支える可動台によって管理される。

本発明の別の実施形態は、カメラモジュールの残りの部分に取り付けられた状態で動的に曲げることができる非平面撮像アレイに関係する。それには厚い（〜１ｍｍ）フレキシブルＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）基板によりイメージセンサを封止する。ポリジメチルシロキサン層は撮像装置の撓みを可能にするが、撮像装置性能への影響は、皆無かごく僅かである。かかる撮像装置の主たる目的は、異なる光学ヘッドに対し変形することであり、レンズシステムは、像の焦点と倍率に合わせて調節される。曲率の変化は、上述した実施形態でレンズ曲率を変化させる可動台のそれに類似したアクチュエータによって果たされる。撮像装置で張力がかかると、撮像装置の形状が変化し、カメラモジュールの焦点が変化する。メカニカルジグを使用することによって、半径方向張力を均等にかけることができる。これは撮像アレイの外縁に固定され、全方向に等しく拡張又は収縮し、対称性を失うことなくアレイの曲率を変化させることができる。この場合は撮像アレイを支持する基板も伸縮可能でなければならない。

本発明の一実施形態は特に、セルフォン、ウェブカム、及びディスクリートセキュリティ／監視カメラに使用される超小型カメラモジュールに関する。そのような超小型システムに組込まれるイメージセンサにはＢＧＡパッケージが一般的に使用され、この場合、一体化は非常に簡素な手順となる。

用途に特有の要求（例えば異なる屈折度）を満たすには、撮像アレイの曲率を最適化する必要がある。これらの非平面アレイの形の標準的構成は、半球形、楕円体、及び回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体を含む。ただし、システム歪が１５０％を上回ると実証さ
れたその最大キャパシティを超過しない限りは、様々な対称及び非対称形となるようアレイを製造することができる。また、それぞれのシステムでレンズの形と数を最適化する必要がある。最後に、撮像装置の形とレンズの数を変える場合は僅かな空間的再設計が要求される場合がある。この変更は僅かな変更と考えられ、殆どの場合は大々的な革新を必要としない。

本発明は、実施形態において改良された非平面撮像アレイ製造方法を提供する。光学素子数の低減（ならびに重量、サイズ、コスト、複雑さの低減）、非点収差及びコマ収差を含む収差の低減、軸外輝度及び鮮明度の向上、視野の拡大等、非平面撮像アレイの、又は湾曲撮像アレイの、利点は当技術においてよく理解されている。本発明は、例えば単結晶半導体から作られるＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子等、ここで説明される標準半導体プロセスによるイメージセンサを使用し非平面撮像アレイを製造する方法を提供する。ここで説明される伸縮性エレクトロニクス技術からイメージセンサを製造し、非平面イメージアレイに組込む本発明は、イメージセンサの標準上質半導体処理と、伸縮性エレクトロ
ニクス技術の利用により実現される非平面撮像アレイの恩恵に浴する光学システムの作成を可能にする。これらの利点は、例えばセキュリティシステム、検査及び計測システム、宇宙用途、有人及び無人車両、内視鏡検査等の医療用視覚システム等、特に軽量化と小型化と視野拡大が重要となる数多くの光学システムで、実現される。このほかにも、セルフォンを含むモバイルデバイス等、本発明によって製造されるシステムの低コスト／小型／軽量の恩恵に浴する撮像用途は数多くある。本発明はまた、望遠鏡のような洗練されたシステムにとっても有利であり、この場合、前述した利点は、例えば適応光学装置のように、画像表面を作動させる能力とともに実現される。本発明によって提供される利点は様々な光学システムに当てはまり、これらの例が制限ではなく例証を目的とすることは、当業者によって理解されよう。

実施形態では医療用視覚システムが実装され、例えば内視鏡検査において本発明の恩恵に浴することができる。ここで説明される内視鏡撮像装置の場合は、内視鏡又は撮像用内視鏡カプセルに装着された非平面撮像装置を本発明により実装することができる。この場合、非平面撮像装置は例えば凹凸構成により内視鏡又は内視鏡カプセルの表面に存在する。これらのデバイスのいずれかを使用する処置で送り返される画像を読む技師は、視野の拡大（部分的には湾曲画像表面による）、画質の向上（部分的には非平面撮像の利点と上質イメージセンサによる）、薄暗い照明条件におけるパフォーマンスの向上（部分的には上質イメージセンサによる）等、本発明の恩恵に浴することができる。本発明の非平面撮像装置は多数の医療用デバイス表面上にイメージアレイが形成されることを可能にしつつ、上質画像製品を維持する。例えばプローブ、カテーテル、インプラント等に装着される。本発明は、実施形態において医療用撮像装置で画質と視野を改善する。

セキュリティ撮像装置は、実施形態において本発明の恩恵に浴することができる。例えばセキュリティ撮像装置には高い解像度と大きい視野と小さいサイズが要求される。このような要求は、本発明によって満たされる。例えば、標準の上質イメージセンサ素子により高い解像度が提供され、非平面焦点面により大きい視野が提供され、光学部品の極小化により小さいサイズが提供される。セキュリティカメラはまた、撮像アレイに組込まれた標準イメージ素子の微光能力の恩恵に浴する。

本発明は、実施形態において検査及び計測システムに応用できる。検査及び計測システムでは上質な高解像度撮像を維持しながら大きい視野を確保しなければならない。通常、視野要求を維持するためには撮像対象からかなりの距離をおいて平面撮像装置を配置する必要があるため、施設内でスペースを取り、スペースがない場合には検査及び／又は計測システムを小型化する。しかしながら本発明の非平面撮像装置は格段に大きい視野を提供するため、同じフィールドフレームで撮影距離は短くなる。同時に、本発明の非平面撮像装置は、標準イメージセンサ製造技法の使用により上質の画像を可能にする。したがって本発明は、小さいスペースの中で短い撮影距離により上質の画像を提供する。本発明は、一例において半導体チップ製造工程に計測撮像を提供する。この場合、本発明の非平面撮像装置はウェハの近くに載置され、撮像システムを実装するための体積は少ない。加えて、本発明の非平面撮像装置は、レンズの極小化によって軽い。したがって撮像装置をその機能の一部として動かす必要がある場合、撮像装置は低い慣性を有し、駆動システム要求は軽減される。本発明は、実施形態において、上質画像を維持しながら軽量化と視野拡大を検査及び計測用途に提供する。加えて、非平面撮像装置に必要なレンズが減ることでシステムのコストは下がり、信頼性は上がる。

本発明は、実施形態において、サイエンスミッションのための望遠鏡、軍事用の監視撮像、宇宙航行のためスタートラッカー、宇宙船のための機内遠隔測定撮像、健康及び作業のペイロードステート等、宇宙ベースの撮像用途のための撮像システムを提供する。宇宙船はコンポーネントの重量と体積に細心の注意を払って設計されるが、本発明の非平面撮
像装置ならレンズの極小化のため重量と体積が削減され、重量と体積の点で多大な利点を提供する。同時に、標準製造プロセスによる上質半導体撮像素子を使用できるため画質を妥協する必要はない。一例として、スタートラッカーは、通常、宇宙船誘導及び航行システムの一部として要求される。これは基本的に天測航行のため望遠鏡を使って星野を撮像する。このためスタートラッカーの撮像要求は極めて高く、そのシステムには通常、大きな質量と体積を使用するレンズシステムが要求される。しかし本発明の非平面撮像装置なら光学システムの質量と体積を減らすことができ、宇宙船設計資源に質量及び体積の節約を提供する。本発明は、実施形態において、レンズシステムの減少により質量及び体積を低減させ、宇宙船に用いる宇宙用撮像装置を改善する。

本発明は、実施形態において、車両から様々な視界を提供する撮像装置等、有人及び無人車両に関連する撮像装置に利点を提供する。自動車、トラック、列車、地下鉄、バス、ボート等の有人車両において本発明の撮像装置を装備したカメラは小さく軽く、車両に容易に組込むことができ、運転者にとって見づらいところや見えないところに視界を提供し、無人車両の場合は車両から全ての視界を、又は任意の視界を、提供する。一例において、自動車設計者は、車の後部に、例えばバンパー上に、トラック上に、バックライトに一体化し、非平面撮像装置を設けることができ、運転者は、バックするときや駐車するとき等に真後ろにあるものを見ることができる。非平面撮像装置はまた、従来の平面撮像システムより広い視野を運転者に提供する。本発明は、実施形態において従来の平面撮像装置を凌ぐ利点を提供し、例えばカメラは、設置がより簡便で、より廉価で、より大きい視野を提供する。

実施形態においては、許容可能な体積に制約される、或いはサイズ縮小の恩恵に浴する、製品及びコンポーネントに、本発明を応用できる。例えばセルフォンカメラは、非常に小さい体積で可能な限り高い画質を提供する必要があるため、体積の点で非常に制約される。そのようなカメラのレンズは通常、体積の一部を占める。しかし、本発明の非平面撮像装置を使用することによって、レンズシステムは大幅に極小化できる。これは、これまで光学系に割り当てられていた体積を解放するばかりでなく、電話機のコストを削減する。別の例において、暗視スコープ等の画像デバイスは通常、光学系によりどれくらい小さくできるかが問題となる。この場合、本発明は大きい光学系を必要としない撮像装置を提供できるため、デバイスのサイズと重量とコストを軽減する可能性がある。本発明は、実施形態において、平面撮像装置と関連光学部品を現在使用する撮像システムのサイズと重量とコストを軽減する手段を提供する。したがって本発明は、あらゆる光学系に総合的利点を提供する。

ここに提示される応用例は、本発明の非平面撮像装置を使用することにより可能となる多数の利点を例証するものである。これらの応用例は、制限を意図するものではない。当業者は、本発明を今日の光学システムに幅広く応用でき、それらの光学システムがここで説明される非平面イメージアレイの使用によって提供される恩恵の一部又は全部に浴することを、これらの例から理解するであろう。

内視鏡撮像用途のより詳細な実施形態を参照し、撮像設備１６００には、電力と体積の点で設計効率を改善する内視鏡撮像装置が関係する。後述する内視鏡撮像装置、システム、及び方法には上述した撮像関連の実施形態が使用（追加的に、又は代替的に、使用）される。以下の具体的説明は内視鏡撮像装置の一例をなすものであり、後述する特定の実施形態に内視鏡撮像装置を制限するものではない。

本発明の実施形態は、体積低減、撮像改善、ならびに機能向上の目的でコンフォーマル曲線電子コンポーネントを採用する。
従来のチューブ型内視鏡検査デバイスとカプセル型内視鏡検査デバイスに、ならびにＣ
ＭＯＳ、ＣＣＤ等の撮像装置やここで説明される撮像装置等に組込まれる、ここで説明されるフォトディテクタの湾曲焦点面アレイを使用するデバイスに、後述する実施形態のアプローチを応用できることは理解されよう。尚、用語「湾曲焦点面アレイ」及び「湾曲光センサアレイ」はここで説明される「非平面撮像装置」と同義に使用される。かかる湾曲焦点面アレイはここで説明される実施形態とともに使用でき、回路と素子に関係する実施形態を含むここで説明される他の実施形態は、後述する内視鏡検査実施形態の中で適宜使用される。ここで説明するように、湾曲シリコン光センサアレイには従来の平面アレイを凌ぐ大きな利点がある。これらの利点は、光学素子数の低減、非点収差及びコマ収差を含む収差の低減、ならびに軸外輝度及び鮮明度の向上を含む。

本発明の実施形態において、検査撮像装置としての内視鏡検査デバイスには、例えばこれの外面には、センサ及び／又はトランスデューサの曲線アレイが取り付けられ、これによりデバイスの所要体積を低減する。このアプローチは、内視鏡検査デバイスの全体サイズを縮小する上で、超音波、圧力感知、温度感知、ｐＨ、化学的感知、標的薬物送達、電気焼灼、生検、レーザ、加熱等、ここで説明されるさらなる診断及び治療及び／又は感知機能を組込む上で、また許容バッテリサイズを拡大する上で、とりわけ有利である。カプセル型内視鏡検査デバイスの電力蓄積を増大させることは、画質、画像圧縮、伝送速度、撮影画像数、ならびにＬＥＤによる照明強度の、改善に結びつく。

本発明の実施形態において、カプセル型内視鏡検査デバイスとその内部回路は、当業者にとって明白な生体適合性材料を含む説明されている基板用材料からフレキシブルに及び／又は伸縮性に作られる。かかるフレキシブル／伸縮性内視鏡検査デバイスは胃腸管（ＧＩ ｔｒａｃｔ）沿いの動きが容易であるほか、バイアブルボリュームは増加する。デバイスは、別の実施形態において硬いカプセル状構造を有し、エレクトロニクスは、カプセルの内殻及び／又は外殻に等角的に取り付けられる。露出される表面（硬い楕円形殻、又はフレキシブル又は伸縮性層）は、内視鏡検査デバイスが遭遇する苛酷な消化環境に対し耐性があり、ただし生体適合性で患者の体内組織に害をなさない、材料から製造される。外面の他の生体適合特性はここで説明される。

ここでは実施形態における回路との関係で内視鏡検査デバイスの伸縮性電子コンポーネントを説明している。回路は実施形態において、胃腸管等の人体の空洞及び管腔内を監視する感知及び撮像アレイを備える。上述したように、機能はデバイスアイランドを備えるデバイスからなる回路に存在してもよく、逆もまた同様である。アイランドは必要な回路を収容し、ここで説明されているようなインターコネクトにより機械的且つ電気的に相互接続される。インターコネクトは、望ましくは歪を吸収し、デバイスアイランドから破壊的力を逃がす。インターコネクトは、力をかけられた集積回路が伸張し撓むためのメカニズムを提供する。後述するように、デバイスアイランドとインターコネクトは内視鏡検査デバイスの封止殻又はケースの中に組込むことができる。電子デバイスの封止とシステム／デバイスインターコネクトの組込みは、このプロセスの任意の段階で遂行できる。

ここで説明される他の実施形態と同様、電子デバイスに使用される回路は、標準ＩＣセンサ、トランスデューサ、インターコネクト、及び計算／論理素子を備えてもよい。実施形態において、電子デバイスは通常、所望の機能を実装する回路設計に従いシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）上に作られる。半導体デバイスは、容易に除去される層（例えばＰＭＭＡ）により支持された極薄半導体の最上層を提供する適切なキャリアウェハ上で処理されてもよい。これらのウェハは標準プロセスによりフレックス／ストレッチＩＣを製造するため使用され、アイランドとインターコネクトの配置は用途の要求に合わせて調整される。「極薄」は極度の屈曲性を呈する薄い形状のデバイスを意味する。厚みは通常１０μｍに満たない。

上記の回路製造の説明は、内視鏡検査実施形態に当てはまる。ただし、以降の説明では内視鏡検査に関係する（ただし必ずしもこれに限定されない）実施形態の移転ステップを説明する。かかる実施形態において、回路は主にデバイスの撮像システムを強化するため使用される。

湾曲光センサアレイ（平面アレイではない）による撮像にはレンズ、照明ＬＥＤ、バッテリ、計算ユニット、アンテナ、及び無線送信器が使用されてもよい。従来のチューブ内視鏡検査には有線遠隔測定法が使われる。パッシブ又はアクティブマトリックス焦点面アレイは上述したストレッチャブル処理技法のいずれかを用いて製造される。アレイは、単結晶シリコンフォトディテクタと電流遮断ｐｎ接合ダイオードとを含む。アレイを使って撮影された画像はオンボード計算により最低限処理され、さらなる処理のため外部受信器へ送信（有線又は無線）される。

後述する焦点面アレイは、上述した撮像設備の一部とみなすことができる。個々のフォトディテクタ又は素子は、本発明によるインターコネクトシステムによりネットワーク化されてもよい。これらのデバイスはアイランド上に見られ、ここで説明されるインターコネクト等、インターコネクトによって接続される。実施形態においてはポリイミドの膜が特定の領域を支持し、システム全体を封止する。かかる焦点面アレイは内視鏡検査デバイスに組込まれてもよい。

かかる焦点面アレイを作るプロセスを図３４に示す。第１のステップでは必要な回路１０００Ｅを製造する。この実施形態におけるそれは、焦点面アレイである。このプロセスを促進するために、適切なジオメトリック転写スタンプを作る。この実施形態においては回路が１０００Ｅと表示されている（ただし、この回路１０００Ｅがここで説明される他の回路実施形態に関係すること、またここで説明される他の回路実施形態とともに使用されてもよいことは、理解されたい）。

ステップ１６００Ａでは、一致する曲率半径を持つ対向凹凸レンズ間（１６２１Ｅ及び１６２２Ｅ）の間隙にポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）を入れ硬化させることにより、しかるべきスタンプ（転写素子とも呼ばれる）２４０Ｅを作る。曲率半径は、非同一平面撮像装置にとって有用な最適放物曲率を反映する。ステップ１６００Ｂでは、スタンプの縁に沿って外向きの半径方向力（実施形態においては等しい外向きの力）を提供してプリストレインされた平面ジオメトリック転写素子を作る特殊なメカニズムを使用し、硬化された湾曲転写素子２４０Ｅ（レンズスタンピングメカニズムからの除去は図示されていない）を伸ばすことができる。転写素子は弛緩されると初期のサイズに戻る。転写素子２４０Ｅはその平面構成において、ドナー基板上の電子デバイスアイランドの全域に接触するため十分に大きい。

この実施形態における回路１０００Ｅのコンポーネントは、インターコネクト１０２０Ｅに接合される処理済み電子デバイスである。ステップ１６００Ｃでは、平らな転写素子２４０Ｅに回路１０００Ｅを接触させる。これは十分に強いファンデルワールス相互作用によって回路１０００Ｅに接着する。転写素子２４０Ｅが剥がされると、１６００Ｄに示すように、焦点面アレイが、すなわち回路１０００Ｅが、そのハンドルウェハ１６２６から除去される。ハンドルウェハから焦点面アレイ１０００Ｅが除去された後、スタンプの張力は解放され、接触面すなわち焦点面アレイとスタンプは、初期のスタンプ形状をとる（１６００Ｅに図示）。焦点面アレイ１０００Ｅは圧縮し、アレイのネットワーク化されたインターコネクト１０２０Ｅはバックリングすることによって、歪を受入れる。バックリングした焦点面アレイ１０００Ｅは最終基板に移転される（ステップ１６００Ｆ−１６００Ｈに図示）。これは一致する曲率半径を有し、電気接触によりバッテリ、アンテナ、及び無線送信器と通信する。移転にあたっては両方の表面を接触させ、光硬化性接着剤を
使用する。接着剤は十分な吸引力を提供し、ポリジメチルシロキサンスタンプが除去されると、撮像システムポートに向けて曲線フォトディテクタアレイを放出する。次に、湾曲した焦点面アレイは、電極コンタクトパッドにより残りの撮像電子コンポーネントに接続される。

図３４Ａに見られる別の実施形態では、バッテリの形をとる電源３００Ｅ、処理設備１２００Ｅ、及びデータ伝送設備１５００Ｅを備える内視鏡検査デバイス１６８０Ｅが見られる。ステップ１６０１Ａは、例えばジオメトリック転写スタンプ２４５Ｅによって、内視鏡検査デバイス１６８０Ｅの外殻へ接着される凸形焦点面アレイ１０００Ｅを示している。プリストレインされた平面ポリジメチルシロキサンによってハンドルウェハから焦点面アレイを持ち上げた後には（前の図３４との関係で説明）、これを弛緩させ、内視鏡検査デバイス１６８０Ｅの遠位末端に直接堆積させることができる。内視鏡検査デバイスには、例えば光硬化性接着剤を有する受入れ基板２４６Ｅが設けられる。内視鏡検査デバイス１６８０Ｅに堆積させた後には（１６０１Ｂに見られる状態）、アレイ１０００Ｅから内視鏡検査デバイス１６８０Ｅの内部回路にかけて電気接続を行う。１６０１Ｃでは、適切な高分子及び／又は金属層（例えばパリレン、ポリウレタン、プラチナ、金）２４７Ｅによって露出した回路を密閉できる。

かかる光学アレイシステムにはマイクロレンズアレイが必要とされる場合がある。ただし照明が適切で光学アレイと撮像される表面との距離がごくわずかであれば（例えば近接場撮像）、マイクロレンズは必要ない。

さらに別の実施形態では、回路１０００Ｅ（上記）とも呼ばれる焦点面アレイが内視鏡検査デバイスのまわりに等角的に巻き付けられ、デバイスの長軸から外向きの半径方向に向く。それには、上述した平面ストレッチャブル処理ステップを遂行し、専用のポリマースタンプにより回路を移転する。この転写スタンプは平らで長方形の細片の形をとってもよい。ポリマー細片は、熱膨張（約１６０℃まで加熱）により、或いは均一な半径方向歪をかけることにより、プリストレインされる。このプリストレインされたポリマーはその後、処理済み焦点面と直接接触するよう配置される。その後エラストマーが剥がされると、アレイはそのハンドルウェハから解放される。次に、室温までの冷却により、又は機械的に誘導された歪を徐々に解放することによって、スタンプは弛緩される。この歪の解放によりエラストマーは初期の形に戻り、アレイのデバイスアイランドは接近する。実施形態ではインターコネクトがバックリングされ、伸張及び屈曲特性を可能にする。実施形態ではアレイが接着する部分が光硬化接着剤により予備処理される。或いは、接着を強化するためポリジメチルシロキサンの層が使用されてもよい。

図３４Ｂでは、回路を内視鏡検査デバイスへ移転するプロセスの実施形態を詳述する。移転は、デバイスアイランドの平面アレイとインターコネクトを内視鏡検査デバイス１６８０Ｅ等の曲面にスタンプすることによって達成される。１６０２Ａは、薄いポリジメチルシロキサンシェル又は接着性外層２５０Ｅを有する内視鏡検査デバイスを示している。１６０２Ｂは、キャリア基板２０１Ｅ上の回路１０００Ｅを示している。１６０２Ｃは、デバイスアイランドの平面アレイを含む基板２０１Ｅの上で内視鏡検査デバイス１６８０Ｅを１回転させるステップを示しており、フォトディテクタのアレイとインターコネクトは、望ましくはステップ１６０２Ｄに示すように曲線状に内視鏡検査デバイス１６８０Ｅの表面に接着する。

別の実施形態では、最適な焦点と画質のためマイクロレンズアレイが必要とされる場合がある。ただし、照明が適切で光学アレイと撮像される表面との距離がごくわずかであれば、マイクロレンズは必要ない。マイクロレンズアレイが必要とされる場合は、ストレッチャブル処理のときにフォトディテクタアレイの封止層としてマイクロレンズアレイが直
接作成されてもよい。マイクロレンズアレイは、内視鏡検査デバイスが作られた後にスタンプされてもよい。この光学アレイはその後封止され、内視鏡検査デバイスの残りの部分に電子的に一体化される。この場合、ストレッチングのため処理された電子デバイスは、プリストレインされた平面ポリジメチルシロキサンスタンプによりピックアップされる。次に、プリストレインされたポリジメチルシロキサンスタンプは弛緩され、転写のためアクセプタ基板に接触させられる。このアクセプタ基板は、内視鏡検査デバイスの表面、薄いポリジメチルシロキサン層により被覆された前記表面、又は後ほど内視鏡のまわりに巻き付けられる薄い適切な形状を持つ独立したポリジメチルシロキサン層であってよい。内視鏡検査デバイス基板上でデバイスが外側に向く場合は、ポリジメチルシロキサンの別の層により、或いはポリジメチルシロキサンの液体層とこれに続く固体ポリジメチルシロキサンの上位層により、デバイス（圧縮状態）が封止され、液体封入をなす。別の材料／方法が適用される場合もある。内視鏡検査デバイス基板上でデバイスが外側を向く場合は、簡便な場所に位置する導電性パッドにてデバイスを電気的に外部に接続できる。これらの導電性パッドに接続するには異方性導電膜（ＡＣＦ）コネクタを使用し、パッドに膜を押し付け、加熱する。

デバイスが完全に封止されるか内側を向く場合は、デバイスを電気的に外部に接続できる。それにはまず、ウエット又はドライ化学エッチングにより、又はドリリングを含みただしこれに限定されない物理的機械的材料除去により、導電性パッド上で封止ポリマーの一部を除去する。この時点でＡＣＦが組込まれてもよい。或いは、移転又は封止プロセスに先立ち伸縮性エレクトロニクスがＡＣＦへ電気的に接続されてもよい。

実施形態において、回路１０００Ｅは図３５に示すように内視鏡検査デバイス１６８０Ｅの外面上にフレキシブルＬＥＤアレイを含んでもよい。かかるアレイは光学的撮影に要求される照明を提供する。フレキシブルＬＥＤシステムを作成する代表的プロセスは次のとおりである。

ＬＥＤはＧａＡｓ基板上の量子井戸（ＱＷ）構造から作られる。ＧａＡｓ基板とＱＷ構造との間にはＡｌＡｓ犠牲層がある。ＱＷ構造は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により犠牲層までエッチングされる。これにより形成される隔絶された正方形のアイランドの一辺は例えば１０−１０００μｍ範囲である。ＨＦエッチングによりアイランドの部分的リリース／アンダーカットが行われる。アイランドのコーナーにアンカーとして機能する正方形を形成するため基板にフォトレジストがスピニングされ、パターニングされる。ＧａＡｓバルク基板からアイランドを解放するためフルＨＦリリースエッチングが行われる。フォトレジストアンカーはエッチング、すすぎ、及び乾燥ステップのときにアイランドが浮くのを防ぐ。アイランドをピックアップし別の基板へ移すためエラストマースタンプ（例えばポリジメチルシロキサン）が使用される。この移転は、ＧａＡｓアイランドを一度に少しずつピックアップし、幾何学的に再配置しながら複数のステップで行われてもよい。アイランドがさらなる処理のため移転される基板は、後ほど剥がすことができるガラス基板上のＰＥＴ（ポリエチレンプラスチック）層でよく、或いはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）犠牲層の上のポリイミド層であってよく、或いはポリジメチルシロキサン層等であってよい。次にＬＥＤアイランドの一部がパターニングされ、ウエットエッチングされ、これにより下のｎ型接触子は露出される。これは、例えばＨ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ２の組み合わせで果たすことができる。アイランドの一部はエッチングされないため、上のｐ型材料も電気的に接触できる。次に、ポリイミドの平坦化層がスピニングされ、パターニングされ、これによってデバイスのｐ及びｎ型接触領域までビアが延在する。薄膜ワイヤが堆積され、パターニングされ、これによってｐ型領域へ至るワイヤは一方向に伸び、ｎ型領域へ至るワイヤは直交方向に伸びる。他のワイヤのいずれか１つはクロスサーキット（ｃｒｏｓｓ−ｃｉｒｃｕｉｔ）を防ぐためギャップを有する。このギャップは、その上に別の平坦化層をスピニングすることによって、そしてギャップの側部に至るビアに
よりパターニングすることによって、ブリッジされる。接続を行うため平坦化層の上で金属がパターニングされる。別のパッシベーション層が上部にスピニングされ、スタック全体がエッチングされ、これによりブリッジとアイランドはポリマーで封止されるが、介在する領域は完全にエッチングされる。これはブリッジの撓みを可能にする。ＰＭＭＡ犠牲層がアンダーカットされ、或いはＰＥＴ層が剥がされ、回路を含むシート全体が再びポリジメチルシロキサンスタンプによりピックアップされ、ひっくり返される。下位ポリイミドの背面又は回路の底部はＣｒ／ＳｉＯ２によって被覆されるが、シャドウマスク蒸発手順を使用することによってブリッジの被覆は回避される。サンプルはＵＶオゾン処理にかけられることによって、ＳｉＯ２にダングリングボンドを与え、回路が移される次の基板との共有結合の形成を促進する。この最終基板は熱的に、又は機械的に、プリストレインされたポリジメチルシロキサンであってよく、移転の後には歪が弛緩され、デバイスはともに接近し、ブリッジは歪を受入れるため飛び出し、バックリングする。

伸縮性ＬＥＤアレイは、円筒形光センサアレイと同様の方法で内視鏡検査デバイスへ移される。これはその後封止され、マイクロレンズアレイと関連してここで説明されている方法に従いデバイスレベルで統合される。図３５に内視鏡検査デバイス１６８０Ｅを示す。ここで、回路１０００ＥはフォトディテクタのアレイとＬＥＤのアレイを備える（１０３０Ｅとして図示）。ＬＥＤアレイは論理デバイスの形をとる処理１２００Ｅを使用し、作業中のみ関心領域を照らし、節電機構として使用されないときにはオフにできる。デバイスはまたデータ伝送設備を含み、データ伝送設備は外部デバイスと無線通信するためのＲＦアンテナ１５０２を含む。

内視鏡検査デバイスは、本発明の別の実施形態においてセンサのアレイを装備し、センサは１１００で説明されたセンサ等から選ばれる。かかるセンサは、ｐＨ、化学物質、及び／又は酵素活性を監視するため回路１０００Ｅと連動する。実施形態では、このセンサアレイによって収集されるデータがローカル計算デバイスによって処理され、さらなる解析のためＲＦアンテナか有線テレメトリにより外部受信器へ送信される。

アレイ内のセンサの少なくとも一部は、イオン濃度の変化に関係するデータを生成するイオン感受性電界効果トランジスタ（ＩＳＬＥＴ）を備えてもよい。出力信号は通常、電圧及び／又は電流の差であり、これの大きさは感知されるイオン（ヒドロニウム）及び／又は酵素の変化に応じて異なる。タイプの異なる化学センサが使用される場合もある。

本発明の別の実施形態は、カプセル内視鏡検査デバイスに関連する。スペースを節約するため、カプセル殻の内壁及び／又は外壁には複数の電子コンポーネントが等角的に（ｃｏｎｆｏｒｍａｌｌｙ）取り付けられる。等角のコンポーネントを作りにはまず、ここで説明される適切な材料に対しストレッチャブル処理を行う。かかる内視鏡検査デバイスの基礎的コンポーネントは、パッシブ又はアクティブマトリックス焦点面アレイ、レンズ、照明ＬＥＤ、バッテリ、及び遠隔測定デバイス（アンテナと無線送信器）を含む。オプションのコンポーネントは、超音波トランスデューサを含むここで説明されるセンサ、圧力センサ（ピエゾ抵抗又は容量感知機構を使用するシリコンベースのデバイス、ポリマーベースのセンサ、及び／又は物理的偏向を測定する光学ベースのセンサ）、温度センサ（シリコンバンドギャップ温度センサ、Ｐｔ抵抗温度デバイス）、Ｐｈ／酵素／化学センサ（例えば上記のアイレット）、標的薬物送達コンポーネント、電気焼灼デバイス、生検デバイス、レーザ、及び加熱デバイスを含んでもよい。胃腸壁（ＧＩ ｗａｌｌ）及び流体との接触の恩恵に浴するコンポーネント（例えば化学センサ、ＬＥＤ、光学アレイ）は、外部環境と流体的に、又は光学的に、連絡するよう配置される。これは例えば、カプセルの外面にデバイスを等角的に配置することにより、或いは外部領域からカプセルの内部へ情報を伝える電極の使用により、達成できる。残りのコンポーネント（例えばバッテリ、遠隔測定デバイス）は、望ましくはカプセルの内側に置かれる。

伸縮性焦点面アレイを作成し、所望の基板に組込む方法は上で説明されている。焦点面アレイを処理し移転するため使用される同じ方法（ストレッチャブル処理）が様々な単結晶シリコンベースの電子デバイス（例えばアンテナ、ＲＦ送信器、ＩＳＦＥＴ）に使用され、回路は機械的変形及び伸縮を受入れるようレイアウトされる（例えばＣＡＤツールを使用）。

異種集積回路（非シリコンベースのデバイス）を組む込むことが望まれる実施形態では、若干異なるアプローチが使用されてもよい。異種統合を要求するデバイスを作る場合は（例えばＬＥＤ）、回路は異なる基板上に通常作られる。ストレッチャブル処理の後には既に説明したスタンピング方法を使用しデバイスが同じ基板上に置かれる。この基板は、デバイスの最終目的地であってよく（製品統合）、或いは中間であってよい（すなわち後ほど製品に組込まれる剛性、フレキシブル又は伸縮性材料）。この時点で、全ての異種コンポーネントの電気的通信を保つためインターコネクトが必要となる場合がある。これらは、ソフトリソグラフィを使用することにより、或いは精密アラインメント（＜５μｍ）による低インパクト、低温度処理（＜４００℃）方法を使用することにより、提供される。次に集積回路は適切に封止され、マイクロレンズアレイとの関係で上述したようにシステム／デバイスインターコネクト統合を実行することができる。

上述したように、ここでの実施形態で使用される基板の材料は、生体適合性であってよい。これは内視鏡検査デバイスの外部被覆にも当てはまる。生体適合性に加え、撮像アレイと監視対象との間に位置するデバイス筐体部分は、望ましくは透明である。さらに、内視鏡検査デバイスの外殻の材料は、胃腸管内での容易な移動を促進する。適切な生体適合性材料の例は上記のとおりである。

上述したデバイスの筐体もまた基板であってよく、逆もまた同様であることは理解されよう。したがって当業者は、基板の材料に関係する説明が一部の実施形態において前記筐体に当てはまることを理解するであろう。

図２６を参照すると、本発明は実施形態において伸縮性非平面電子撮像構造２６０２を備える撮像アレイ構造を提供する場合があり、同構造は、伸縮性相互接続２６０８と電気的に相互接続される半導体撮像セル２６０４を含む。半導体は単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たる場合があり、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は、変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされる場合があり、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面
体、半球体、楕円体等、対称非平面形状に成形されてもよい。撮像アレイ構造は、例えば
可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることによって変えられてもよい。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図２７を参照すると、本発明は、実施形態において単結晶半導体基板から半導体撮像アイランド２７０４のアレイを製造することと、撮像アイランドを伸縮性相互接続部２７０８に相互接続することと、を備える、撮像アレイ製造プロセス２７０２方法を提供してもよい。半導体撮像アイランドは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たる場合がある。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たる場合があり、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供される場合がある。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされる場合があり、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置される場合がある。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほう
ぶつ｝面体、半球体、楕円体等、対称非平面形状に成形される場合がある。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用される場合がある。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられる場合がある。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図２８を参照すると、本発明は実施形態において伸縮性非平面電子撮像アレイ２８０２を備える撮像アレイ設備を提供する場合があり、同アレイは、伸縮性相互接続部２８１０と電気的に接続され且つエラストマー基板２８０４上に装着された複数の単一ピクセル半導体撮像素子２８０８からなる場合がある。単一ピクセル半導体撮像素子の各々は支援エレクトロニクスを含んでもよい。半導体は単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たる場合がある。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たる場合があり、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供される場合がある。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・イン
シュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされる場合があり、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置される場合がある。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、半球体、
楕円体等、対称非平面形状に成形される場合がある。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用される場合がある。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられる場合がある。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図２９を参照すると、本発明は、実施形態において伸縮性非平面電子撮像アレイ２９０２を備える撮像アレイ設備を提供してもよく、同アレイは、複数の多ピクセル半導体撮像素子２９０８を有してもよく、撮像素子は、伸縮性相互接続部２９１０と電気的に相互接続され、且つエラストマー基板２９０４上に装着されてもよい。多ピクセル半導体撮像素子の各々は、支援エレクトロニクスを含んでもよい。半導体は、単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たってもよく、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされてもよく、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、
半球体、楕円体等、対称非平面形状に成形される場合がある。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられてもよい。

図３０を参照すると、本発明は、実施形態において伸縮性非平面電子撮像装置３００４を備える、撮像装置交換方法３００２を提供してもよく、その構造は、伸縮性相互接続部３０１０と電気的に接続された半導体撮像セル３００８を含んでもよく、撮像設備３０１２の撮像性能を向上させるために撮像設備にて平面電子撮像装置３０１４を交換する。交換は、撮像設備との、撮像設備内の撮像センサとの、一体化交換であってよい。半導体は単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少
なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たってもよく、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされてもよく、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、半球体、楕円体等、対称非平面形状に成形されてもよい。撮像ア
レイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられてもよい。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図３１を参照すると、本発明は実施形態において伸縮性非平面電子撮像構造３１０２を備える撮像設備を提供してもよく、同構造は、伸縮性相互接続部３１０８と電気的に相互接続された半導体撮像セル３１０４と、撮像構造に取り付けられた少なくとも１つの機械的作動デバイス３１１２と、を含んでもよく、作動デバイスは、撮像構造の撮像面３１１０の形を変えることができてもよい。半導体は、単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たってもよく、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされてもよく、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、半球体、楕円体等、
対称非平面形状に成形されてもよい。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられてもよい。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図３２を参照すると、本発明は、実施形態において、半導体撮像素子３２０４のアレイを製造することと、伸縮性相互接続部３２０８に素子を相互接続することと、プリストレインされたエラストマースタンプ３２１２によりアレイを二次非平面表面３２１４に転写３２１０することとを備える、撮像アレイ製造プロセス３２０２方法を提供してもよい。半導体は、単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たってもよく、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされてもよく、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、半球体、楕円体等、対称非平面形状に成形されてもよ
い。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路と、を含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられてもよい。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

図３３を参照すると、本発明は、実施形態において、半導体背面照明撮像素子３３０４からなる撮像アレイを製造することを備える撮像アレイ製造プロセス３３０２方法を提供してもよく、撮像アレイの製造はエッチング及び転写３３０８ステップを含んでもよく、（１）第１のステップ３３１０では、第１の半導体基板上に撮像アレイを製造し、撮像アレイ構造は酸化物層により第１の半導体基板から分離され、（２）第２のステップ３３１２では、酸化物層の外側部分をエッチングし、（３）第３のステップ３３１４では、撮像アレイの前面にて第１のエラストマースタンプによる転写を使用し第１の半導体基板から撮像アレイを分離し且つ持ち上げ、（４）第４のステップ３３１８では、撮像アレイの背面に接触する第２のエラストマースタンプへ撮像アレイを移し、（５）第５のステップ３３２０では、第２の半導体基板へ撮像アレイを移し、これにより撮像アレイの背面は照明のため露出される。実施形態では、背面照明撮像素子の少なくとも１つにマイクロレンズ等のレンズが取り付けられてもよい。背面照明撮像素子の少なくとも１つにはカラーフィルタ等のフィルタが取り付けられてもよい。半導体は、単結晶半導体であってよい。半導体は、例えばアモルファスシリコン材料、多結晶シリコン材料、単結晶シリコン材料、導電性酸化物材料、有機材料、カーボンナノチューブ材料等、光検出のため使用される非単結晶シリコン材料であってよい。半導体撮像セルは、少なくとも１つの撮像ピクセルと、少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスとを、含んでもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの前面に当たってもよい。光は、非平面電子撮像構造に設けられた撮像セルの背面に当たってもよく、撮像セルは、撮像セルの背面に転写されたマイクロレンズとカラーフィルタのうち少なくとも１つを有する。撮像構造が作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。例えばチップスケールパッケージング、ボールグリッドアレイ等、湾曲撮像システム撮像装
置パッケージングが提供されてもよい。撮像セルの製造は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上でなされてもよく、製造の構造は、シリコン、次にポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、次にポリイミド（ＰＩ）、次にシリコンの積層順序であってよい。撮像セルは、例えばカラー画像能力を提供するため、カラーフィルタを含む。撮像セルは、例えば改善された画質を提供するため、マイクロレンズを含んでもよい。撮像セルは、例えば１センサアイランド当たり１ピクセルからなる、又は１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、センサアイランドとして配置されてもよい。撮像アレイは、例えば回転放物｛かいてん ほうぶつ｝面体、半球体、
楕円体等、対称非平面形状に成形されてもよい。撮像アレイ構造は、例えば可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、画像処理及び伝送のための回路とを含む、カメラモジュールを作るため使用されてもよい。カメラモジュールは、例えばプラスチック成形レンズ等のレンズを含んでもよい。レンズの形は、例えば半径方向張力、半径方向圧縮力等の力がかかることにより変えられる場合がある。撮像アレイが作動されると、例えば撮像構造の曲率は変化してもよい。

説明される本発明との関係で説明される方法及び説明の一部（これ以降「主題方法及びシステム」と呼ぶ）は、ここで説明される電子回路に一体化された、又は電子回路から独立した、プロセッサで、コンピュータソフトウェアを、プログラムコードを、及び／又は命令を、実行するマシンの中で、部分的にか全面的に、展開される場合がある。前述した一部の方法及びシステムは当業者にとって明白であり、以降の説明は既に開示された内容を制限するのではなく補足するものである。

ここで説明されるアクティブ伸縮性又はフレキシブル回路は、主題方法及びシステムを全面的にか部分的に展開するため必要とされるマシンとみなされてもよく、或いは位置的に離れたマシンが主題方法及びシステムを全面的にか部分的に展開してもよい。ここで言及される「マシン」は、上記の回路、単独のプロセッサ、単独のインターフェイスエレクトロニクス、又はこれらの組み合わせに、当てはめることがある。

主題方法及びシステム発明は、マシン上の方法として、マシンの一部をなすか或いはマシンと関係するシステム又は装置として、或いは１つ以上のマシンで実行するコンピュータ可読媒体にて具現されるコンピュータプログラム製品として、実装されてもよい。プロセッサは実施形態において、サーバ、クライアント、ネットワークインフラ、移動計算プラットフォーム、静止計算プラットフォーム、又は他の計算プラットフォームの、一部をなす場合がある。プロセッサは、プログラム命令、コード、バイナリ命令等を実行できる、どんな種類の計算又は処理デバイスであってもよい。プロセッサは、信号プロセッサ、デジタルプロセッサ、組込みプロセッサ、マイクロプロセッサ、又は蓄積されたプログラムコード又はプログラム命令の実行を直接的に又は間接的に促進するコプロセッサ（数値演算コプロセッサ、グラフィックコプロセッサ、通信コプロセッサ等）等の異形等であってよく、又はこれらを含んでもよい。加えて、プロセッサは、複数のプログラム、スレッド、コードの実行を可能にしてもよい。プロセッサの性能を高めるため、またアプリケーションの同時作動を促進するために、スレッドは同時に実行されてもよい。実装の目的で、ここで説明される方法、プログラムコード、プログラム命令等は、１つ以上のスレッドで実装されてもよい。スレッドは他のスレッドを生成してもよく、これらのスレッドには優先順位が割り当てられてもよい。プロセッサは、優先順位に基づき、或いはプログラムコードに用意された命令に基づく他の何らかの順位に基づき、これらのスレッドを実行できる。プロセッサは、又はプロセッサを使用するマシンは、本書と他所で説明される方法、コード、命令、及びプログラムを蓄積するメモリを、含んでもよい。プロセッサは、本書と他所で説明される方法、コード、及び命令を蓄積する蓄積媒体にインターフェイスを通じてアクセスしてもよい。プロセッサに関連し、計算又は処理デバイスにより実行される方法、プログラム、コード、プログラム命令、又は他種命令を蓄積する蓄積媒体は、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスク、フラッシュドライブ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、キャッシュ等を含む場合があり、ただしこれらに限定されない。この段落と以降の段落の内容は、ここで説明される処理設備の説明を制限又は否定するものではない。

プロセッサは、マルチプロセッサの速度と性能を高める１つ以上のコアを含んでもよい。実施形態において、プロセスは、２つ以上の独立したコア（ダイと呼ばれる）を組み合わせたデュアルコアプロセッサ、クアドコアプロセッサ、他のチップレベルマルチプロセッサ等であってよい。

ここで説明される主題方法及びシステムは、サーバ、クライアント、ファイアウォール、ゲートウェイ、ハブ、ルータ、又は他のコンピュータ及び／又はネットワークハードウェアでコンピュータソフトウェアを実行するマシンの中で部分的に又は全面的に展開されてもよい。ソフトウェアプログラムはサーバに関連してもよく、サーバは、ファイルサーバ、プリントサーバ、ドメインサーバ、インターネットサーバ、イントラネットサーバを、ならびにセカンダリサーバ、ホストサーバ、分散サーバ等の他の異形を、含んでもよい。サーバは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、蓄積媒体、ポート（物理的ポートと仮想的ポート）、通信デバイスを、ならびに有線又は無線媒体を通じて他のサーバ、クライアント、マシン、及びデバイスにアクセスできるインターフェイス等を、含んでもよい。本書と他所で説明される方法、プログラム、又はコードは、サーバによって実行される場合がある。加えて、本願で説明される方法の実行に必要な他のデバイスは、サーバに関連するインフラの一部とみなされてもよい。

サーバは、クライアント、他のサーバ、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバ等を含みただしこれらに限定されない、他のデバイスへ至るインターフェイスを提供してもよい。加えて、この結合及び／又は接続は、ネットワークにまたがるプログラムの遠隔実行を促進してもよい。これらのデバイスの一部又は全部のネットワーク化は、本発明の範囲から逸脱することなく、１つ以上の場所でプログラム又は方法の並列処理を促進してもよい。加えて、インターフェイスを通じてサーバへ取り付けられたデバイスは、方法、プログラム、コード、及び／又は命令を蓄積できる少なくとも１つの蓄積媒体を、含んでもよい。別々のデバイスで実行されるプログラム命令はセントラルリポジトリから提供される場合がある。この実装においてはリモートリポジトリがプログラムコード、命令、及びプログラムの蓄積媒体として機能してもよい。

主題方法及びシステムがソフトウェアプログラムで具現される場合、このソフトウェアプログラムは、ファイルクライアント、プリントクライアント、ドメインクライアント、インターネットクライアント、イントラネットクライアントを、ならびにセカンダリクライアント、ホストクライアント、分散クライアント等の他の異形を、含む、クライアントに関連してもよい。クライアントは、メモリ、プロセッサ、コンピュータ可読媒体、蓄積媒体、ポート（物理的ポートと仮想的ポート）、通信デバイスを、ならびに有線又は無線媒体を通じて他のクライアント、サーバ、マシン、及びデバイスにアクセスできるインターフェイス等を、含んでもよい。本書と他所で説明される方法、プログラム、又はコードは、クライアントによって実行される場合がある。加えて、本願で説明される方法の実行に必要な他のデバイスは、クライアントに関連するインフラの一部とみなされてもよい。

クライアントは、サーバ、他のクライアント、プリンタ、データベースサーバ、プリントサーバ、ファイルサーバ、通信サーバ、分散サーバ等を含みただしこれらに限定されない、他のデバイスへ至るインターフェイスを提供してもよい。加えて、この結合及び／又は接続は、ネットワークにまたがるプログラムの遠隔実行を促進してもよい。これらのデバイスの一部又は全部のネットワーク化は、本発明の範囲から逸脱することなく、１つ以
上の場所でプログラム又は方法の並列処理を促進してもよい。加えて、インターフェイスを通じてクライアントへ取り付けられたデバイスは、方法、プログラム、コード、及び／又は命令を蓄積できる少なくとも１つの蓄積媒体を、含んでもよい。別々のデバイスで実行されるプログラム命令はセントラルリポジトリから提供される場合がある。この実装においてはリモートリポジトリがプログラムコード、命令、及びプログラムの蓄積媒体として機能してもよい。

ここで説明される主題方法及びシステムはネットワークインフラを通じて部分的にか全面的に展開されてもよい。ネットワークインフラは、計算デバイス、サーバ、ルータ、ハブ、ファイアウォール、クライアント、パーソナルコンピュータ、通信デバイス、ルーティングデバイス、ならびに当技術で公知の他のアクティブ及びパッシブデバイス、モジュール、及び／又はコンポーネント等の要素を含んでもよい。ネットワークインフラに関連する計算及び／又は非計算デバイスは、他のコンポーネントのほかに、フラッシュメモリ、バッファ、スタック、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の蓄積媒体を含んでもよい。本書と他所で説明されるプロセス、方法、プログラムコード、命令は、ネットワークインフラ要素によって実行されてもよい。

本書と他所で説明される主題方法及びシステムに関係する方法、プログラムコード、及び命令は、複数のセルを有するセルラーネットワーク上で実装されてもよい。このセルラーネットワークは、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）ネットワークか、又は符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークのいずれかであってよい。セルラーネットワークは、モバイルデバイス、セルサイト、基地局、リピータ、アンテナ、塔等を含んでもよい。セルネットワークは、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、３Ｇ、ＥＶＤＯ、メッシュ、又は他のネットワーク種別であってよい。

本書と他所で説明される主題方法及びシステムに関係する方法、プログラムコード、及び命令は、モバイルデバイス上で、或いはモバイルデバイスを通じて、実装されてもよい。モバイルデバイスは、ナビゲーションデバイス、セルフォン、モバイルフォン、モバイル個人用デジタル補助装置、ラップトップ、パームトップ、ネットブック、ページャ、電子書籍読み取り装置、ミュージックプレーヤ等を含んでもよい。これらのデバイスは、他のコンポーネントのほかに、フラッシュメモリ、バッファ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の蓄積媒体と、１つ以上の計算デバイスを、含んでもよい。蓄積されたプログラムコード、方法、及び命令は、モバイルデバイスに関連する計算デバイスによって実行される場合がある。或いは、モバイルデバイスが他のデバイスと連携して命令を実行するよう構成されてもよい。モバイルデバイスは、サーバに接続され且つプログラムコードを実行するよう構成された基地局と、通信してもよい。モバイルデバイスは、ピア・ツー・ピア・ネットワーク、メッシュネットワーク、又は他の通信ネットワーク上で、通信してもよい。プログラムコードは、サーバに関連する蓄積媒体に蓄積され、サーバ内に組込まれた計算デバイスによって実行される場合がある。基地局は計算デバイスと蓄積媒体を含んでもよい。基地局に関連する計算デバイスによって実行されるプログラムコードと命令は、蓄積デバイスに蓄積されてもよい。

主題方法及びシステムに関係するコンピュータソフトウェア、プログラムコード、及び／又は命令は、マシン可読媒体に蓄積され、及び／又はマシン可読媒体上でアクセスされ、マシン可読媒体は、一定期間にわたり計算に使用されるデジタルデータを保持するコンピュータコンポーネント、デバイス、及び記録媒体；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）として知られる半導体ストレージ；光ディスク、ハードディスク、テープ、ドラム、カード等の磁気ストレージ等、永久的蓄積に通常使われるマスストレージ；プロセッサレジスタ、キャッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ；ＣＤ、ＤＶＤ等の光学式ストレージ；フラッシュメモリ（例えばＵＳＢスティック又はキー）、フロッピー（登録商標）
ディスク、磁気テープ、ペーパーテープ、パンチカード、独立型ＲＡＭディスク、Ｚｉｐドライブ、リムーバブルマスストレージ、オフラインイン等のリムーバブル媒体；ダイナミックメモリ、スタティックメモリ、読み取り／書き込みストレージ、ミュータブルストレージ、リードオンリー、ランダムアクセス、シーケンシャルアクセス、ロケーションアドレッサブル、ファイルアドレッサブル、コンテンツアドレッサブル、ネットワーク取り付け型ストレージ、ストレージエリアネットワーク、バーコード、磁気インク等の他のコンピュータメモリ、を含んでもよい。

ここで説明される主題方法及びシステムは、物理的アイテム及び／又は無形アイテムをある状態から別の状態に変える場合がある。ここで説明される方法及びシステムはまた、物理的アイテム及び／又は無形アイテムを表すデータをある状態から別の状態に変える場合がある。

ここで説明され図示される要素とその機能は、モノリシックソフトウェア構造として、スタンドアロンソフトウェアモジュールとして、或いは外部ルーチン、コード、サービス等を、又はこれらの組み合わせを、使用するモジュールとして、コンピュータ実行可能媒体を通じて蓄積されたプログラム命令を実行できるプロセッサを有するマシン上で実装されるてもよく、かかる実装はいずれもこの開示の範囲内にある。かかるマシンの例は、個人用デジタル補助装置、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、モバイルフォン、他の手持ち型計算デバイス、医療機器、有線又は無線通信デバイス、トランスデューサ、チップ、計算機、人工衛星、タブレットＰＣ、電子書籍、ガジェット、電子デバイス、人工知能を有するデバイス、計算デバイス、ネットワーク機器、サーバ、ルータ等を含んでもよく、ただしこれらに限定されない。さらに、フローチャートとブロック図に描かれた要素は、又は他の何らかの論理コンポーネントは、プログラム命令を実行できるマシン上で実装されてもよい。前記の説明には開示されるシステムの機能的態様が記載されているが、これらの機能的態様を実装する特定のソフトウェア機構は、明記されている場合を除き、或いは文脈から明白である場合を除き、これらの説明から推断してはならない。同様に、上述した種々のステップが変化し得るものであること、またここで開示される技法の応用に合わせてステップの順序が変更され得ることは、理解されよう。かかるバリエーションや修正は本開示の範囲内にある。したがって種々ステップの順序の記述及び／又は説明は、特定の用途により要求される場合を除き、又は明記されている場合を除き、或いは文脈から明白である場合を除き、特定のステップ実行順序を要求するものとして理解してはならない。

主題方法及びシステムとこれに関連するステップは、特定の用途に適したハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで、実現されてもよい。ハードウェアは、汎用コンピュータ及び／又は専用計算デバイス、又は特殊な計算デバイス、又は特殊な計算デバイスの特定の態様又はコンポーネントを、含んでもよい。プロセスは、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、組込みマイクロコントローラ、プログラム可能デジタル信号プロセッサ、又は他のプログラム可能デバイスにて、内部及び／又は外部メモリとともに、実現されてもよい。プロセスはまた、特定用途向け集積回路、プログラム可能ゲートアレイ、プログラム可能アレイロジック、又は電子信号を処理するよう構成された他のデバイス、又はデバイスの組み合わせで、具現されてもよい。さらに、マシン可読媒体上で実行されるコンピュータ実行可能コードとしてプロセスのいずれか１つ以上を実現できることは理解されよう。

コンピュータ実行可能コードは、Ｃ等の構造化プログラミング言語を使用し、Ｃ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語を使用し、又は上記のデバイスのいずれか、プロセッサの異種組み合わせ、プロセッサアーキテクチャ、又は異なるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、又はプログラム命令を実行できる他の何らかのマシンで、実行す
るため蓄積され、コンパイルされ、又は解釈される、他の何らかの高水準又は低水準プログラミング言語（アセンブリ言語、ハードウェア記述言語、データベースプログラミング言語及び技術を含む）を使用し、作成されてもよい。

一態様において、主題システム及び方法との関係で上述した方法とこれの組み合わせは１つ以上の計算デバイス上で実行する場合に方法のステップを遂行するコンピュータ実行可能コードで具現されてもよい。別の態様において、方法は、方法のステップを遂行するシステムで具現されてもよく、またデバイスに分散されてもよく、或いはその機能の全てが専用の独立型デバイスに、又は他のハードウェアに、一元化されてもよい。別の態様において、上記のプロセスに関連するステップを遂行する手段は、上記のハードウェア及び／又はソフトウェアのいずれかを含んでもよい。かかる順列及び組み合わせはいずれも本開示の範囲内にある。

これまで好適な実施形態との関係で本発明を説明したが、他の実施形態もまた当業者により理解され、また本願に含まれる。
ここで参照された文書はいずれも参照により本願に援用される。

Claims (29)

1. 撮像アレイであって、
   複数の半導体撮像素子と、
   少なくとも１つの伸縮性の相互接続部であって、前記少なくとも１つの伸縮性の相互接続部は、前記複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子と、別の半導体撮像素子とを結合させる、少なくとも１つの伸縮性の相互接続部と、
   前記複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子の少なくとも一部に亘って配置される、少なくとも１つのマイクロレンズと、を備える撮像アレイ。
2. 前記複数の半導体撮像素子は、単結晶半導体から形成される、請求項１に記載の撮像アレイ。
3. 前記複数の半導体撮像素子は、光検出のために使用される非単結晶シリコン材料から形成される、請求項１に記載の撮像アレイ。
4. 前記非単結晶シリコン材料は、アモルファスシリコン材料および多結晶シリコン材料のうちの少なくとも１つから成る、請求項３に記載の撮像アレイ。
5. 前記複数の半導体撮像素子は、導電性酸化物材料から形成される、請求項１に記載の撮像アレイ。
6. 前記複数の半導体撮像素子は、有機材料から形成される、請求項１に記載の撮像アレイ。
7. 前記複数の半導体撮像素子は、カーボンナノチューブ材料から形成される、請求項１に記載の撮像アレイ。
8. 前記複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子は、
   少なくとも１つの撮像ピクセルと、
   前記少なくとも１つの撮像ピクセルから画像を読出し且つこれを制御する支援エレクトロニクスと、を含む、請求項１に記載の撮像アレイ。
9. 前記少なくとも１つの撮像ピクセルは、前記少なくとも１つの半導体撮像素子の前面に配置される、請求項８に記載の撮像アレイ。
10. 前記少なくとも１つの撮像ピクセルは、前記少なくとも１つの半導体撮像素子の背面に配置される、請求項８に記載の撮像アレイ。
11. 前記少なくとも１つの半導体撮像素子は、少なくとも１つのカラーフィルタを含み、前記少なくとも１つのカラーフィルタは、前記少なくとも１つのマイクロレンズと前記少なくとも１つの撮像ピクセルとの間に配置される、請求項１０に記載の撮像アレイ。
12. 作動構成要素と、
    伸縮性表面とをさらに備え、
    前記複数の半導体撮像素子は、前記伸縮性表面の上に配置され、
    前記作動構成要素の作動は、前記伸縮性表面に加えられる力を引き起こす、請求項１に記載の撮像アレイ。
13. 加えられた前記力は、前記伸縮性表面の一部の曲率を変化させる、請求項１２に記載の
    撮像アレイ。
14. 非平面部分を含む伸縮性表面をさらに備え、前記複数の半導体撮像素子は、前記伸縮性表面の上に配置され、前記伸縮性表面の前記非平面部分は、湾曲撮像システム撮像装置パッケージングの中に装着される、請求項１に記載の撮像アレイ。
15. 前記パッケージングは、チップスケールパッケージングまたはボールグリッドアレイである、請求項１４に記載の撮像アレイ。
16. 前記複数の半導体撮像素子のうちの少なくとも１つの半導体撮像素子は、剛性スタックとシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）のうち少なくとも一方の上で製造される、請求項１に記載の撮像アレイ。
17. 前記複数の半導体撮像素子は、センサアイランドとして配置される、請求項１に記載の撮像アレイ。
18. 前記センサアイランドは、１センサアイランド当たり１ピクセルからなるか、または、１センサアイランド当たり複数ピクセルからなる、請求項１７に記載の撮像アレイ。
19. 前記センサアイランドは、支援エレクトロニクスを含む、請求項１７に記載の撮像アレイ。
20. 前記撮像アレイは、対称非平面形状に成形される、請求項１に記載の撮像アレイ。
21. 前記形状は、回転放物面体、半球体、または楕円体である、請求項２０に記載の撮像アレイ。
22. 前記撮像アレイは、カメラモジュール上に、またはその内部に装着される、請求項１に記載の撮像アレイ。
23. 前記カメラモジュールは、
    可動台上に少なくとも１つのレンズを備えるレンズバレルと、
    画像処理及び伝送のための回路とを含む、請求項２２に記載の撮像アレイ。
24. 前記カメラモジュールは、レンズを含む、請求項２２に記載の撮像アレイ。
25. 前記レンズは、プラスチック成形レンズである、請求項２４に記載の撮像アレイ。
26. 作動構成要素をさらに備え、前記作動構成要素の作動は、前記レンズの形を変えるように加えられる力を引き起こす、請求項２５に記載の撮像アレイ。
27. 前記作動構成要素は、半径方向張力または半径方向圧縮力を加えるように構成される、請求項２６に記載の撮像アレイ。
28. 前記撮像アレイは、セキュリティ撮像装置、検査撮像装置、計測撮像装置、宇宙用撮像装置、有人車両、無人車両、または内視鏡撮像装置上に、もしくはそれらの内部に、装着される、請求項１に記載の撮像アレイ。
29. 撮像アレイであって、
    複数の半導体撮像アイランドであって、前記複数の半導体撮像アイランドのうちの少な
    くとも１つの半導体撮像アイランドは、単結晶半導体基板から形成される、複数の半導体撮像アイランドと、
    少なくとも１つの伸縮性の相互接続部であって、前記少なくとも１つの伸縮性の相互接続部は、前記複数の半導体撮像アイランドのうちの少なくとも１つの半導体撮像アイランドと、別の半導体撮像アイランドとを結合させる、少なくとも１つの伸縮性の相互接続部と、
    前記複数の半導体撮像アイランドのうちの少なくとも１つの半導体撮像アイランドの少なくとも一部に亘って配置された、少なくとも１つのマイクロレンズと、を備える撮像アレイ。