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电子材料

2019-04-23

新材料产业 2019年6期
关键词:纳米线激光器集成电路

弗劳恩霍夫研究所成功在GaN芯片集成多个元件

德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)的研究人员成功将电流传感器、温度传感器以及功率晶体管、续流二极管以及栅极驱动器都集成到了基于氮化镓(GaN)的半导体芯片上,从而显著地提升了用于电压转换器的GaN功率集成电路的功能。此次研究进展将为研发更紧凑、更高效的电动汽车车载充电器铺平道路。

Fraunhofer IAF一直致力于研究电力电子领域的单片集成技术,其首次成功将电流和温度传感器、600V功率晶体管、续流二极管和栅极驱动器都集成至一个GaN功率集成电路上。作为GaN研究项目的一部分,研究人员对GaN功率集成电路的全部功能进行了功能验证,实现了电力电子系统集成技术的突破。(电子工程世界)

研究人员在硅上开发纳米激光器

卡迪夫大学(Cardiff University)的研究人员近日发现可以将小于人类头发宽度1/10的微小发光纳米激光器集成到硅芯片设计中。光子带边激光器能够以超高速运行并有可能帮助电子行业从光学计算到遥感和寻热提供一系列新应用。

Diana Huffaker教授是Cardiff University化学半导体研究所的科学主任,这个研究所位于卡迪夫大学物理与天文学院。“硅是半导体行业中使用最广泛的材料,这是第一个展示光子带边激光器如何直接集成在图案化的绝缘体上硅平台上的演示。然而难以将紧凑型光源集成在该材料上。我们的研究通过开发集成在硅平台上的极小激光器来突破这一障碍,适用于各种硅基电子,光电和光子平台”。(中国半导体行业协会)

全球首个硅基氮化镓单片集成FHD 微型 LED显示器问世

英国普莱西(Plessey)公司宣布与硅基背板合作伙伴贾斯帕显示公司(JDC)在研发单片集成微型LED显示器过程中迈出了重要一步。Plessey与JDC持续开展合作,其中包括大额投资一套完整的配套设备,帮助实现晶圆对晶圆的粘合技术。搭配JDC的eSP70硅专利背板技术,Plessey成功实现其硅基氮化镓单片集成微型LED外延片的晶圆级粘合,从而开发出包含可寻址LED的微型LED显示器。

Plessey的微型LED显示器单色全高清(1920×1080)电流驱动像素阵列组成。每个显示器需要200多万个独立的微型LED像素点与控制背板的电极做连接。JDC的背板为每个像素点提供独立的10 bit单色控制。而将完整的LED晶圆粘合到CMOS背板上,晶圆之间包含了1亿多个微级键。(中国半导体行业协会)

韩国三星首次研发5nm半导体工艺

三星电子已成功研发出5nm半导体工艺,并正式量产首个利用极紫外光刻(EUV)的7nm芯片。对于新一代半导体的精密工艺问题,三星电子与各企业间的技术较量也日趋激烈。

三星电子宣布成功开发的5nm精密工艺采用了比现有的ArF更优越的EUV技术。与ArF工艺相比,EUV短波长,能够更加准确地画出精密半导体的电路。半导体的电路越设计越薄,芯片的尺寸变小,耗电量也同时减小,发热也降低,因此精密工艺尤为重要。

三星电子方面表示,此次开发的“5nm工艺”通过最优化的單元储存设计,将比已有的7nm减少25%的面积大小,同时电量使用率提高20%,性能提高10%。(科技部)

韩国公司开发硅基液晶微显示器

韩国公司RaonTech宣布开发了一款基于硅基液晶(LCoS)技术的0.37英寸全高清(1920×1080)微显示器,主要定位需求不断上升的可穿戴式装置市场,包括头戴式显示器(HMD)和抬头式显示器(HUD)。

据了解,RaonTech是一家专门研究AR/VR/MR微显示器解决方案和手机电视片上系统(SoC)的无晶圆厂半导体(fablesssemiconductor)公司,产品包括高清微显示面板、超低功率控制芯片等。

RaonTech表示,公司开发的微显示器由液晶和基于硅晶圆的特殊镜子组成,采用一个三原色LED来驱动。LED能够通过这个特殊的镜子增加小尺寸显示器的像素密度。(中国半导体行业协会)

英飞凌90亿欧元将收购赛普拉斯

英飞凌科技股份公司与赛普拉斯半导体公司近期公布双方已经签署的最终协议,英飞凌将会以每股23.85美元现金收购赛普拉斯,总企业价值为90亿欧元。

并购赛普拉斯之后,英飞凌将会强化推动结构增长的核心,并将公司的技术应用至更广泛的领域。这将加速强化公司近年盈利增长的基础。赛普拉斯拥有包括微控制器、软件和连接组件等具差异化的产品组合,与英飞凌具领先地位的功率半导体、传感器和安全解决方案优势高度互补。结合双方的技术资产将能为电动马达、电池供电装置和电源供应器等高增长应用领域提供更全面先进的解决方案。英飞凌的安全专长加上赛普拉斯的连接技术将使公司加速进入工业和消费市场的全新物联网应用领域。在汽车半导体方面,微控制器和NOR闪存的扩大组合将提供巨大潜力,尤其是在先进的驾驶辅助系统和汽车全新电子架构上的应用日益重要。(中国半导体行业协会)

研发用于多域战场的新型氮化镓晶体管

诺斯罗普·格鲁曼公司设计了下一代基于氮化镓(GaN)的技术,该技术被称为“超级晶格场效应晶体管”(SLCFET),它主要应用于多域战场空间领域(这一概念涉及通过安全和弹性网络连接传感器和射击器)。

SLCFET是基于GaN的超晶格来产生平行的、堆叠的电流通道,每个通道都由三维的栅门控制,由于其形状类似于城堡的顶部而得名。它旨在为下一代军用射频(RF)系统提供卓越的超宽带频率性能。

诺斯罗普·格鲁曼公司正在其先进技术实验室(ATL,现在是美国国防部信任的代工厂)开发一种技术,使他们能够在生产军事规格的微电子芯片时,能够保持GaN、砷化镓、硅和碳化硅的广泛工艺,这其中涉及到了抗辐射加固技术。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所)

我国科学家研制出新型锑化物半导体量子阱激光器

在国家973计划、国家自然科学基金委重大项目等支持下,中国科学院半导体研究所牛智川研究员团队深入研究锑化物半导体材料的基础物理、异质结低维材料外延生长和光电器件的制备技术等,突破了锑化物量子阱激光器的刻蚀与钝化等核心工艺技术。在此基础上,研究团队创新设计金属光栅侧向耦合分布反馈(LC—DFB)结构,成功实现了2μm波段高性能单模激光器,边模抑制比达到53dB,是目前同类器件的最高值;而且输出功率达到40mW,是目前同类器件的3倍以上。

在锑化物量子阱大功率激光器方面,纸绝缘薄膜电容器(FP)腔量子阱大功率激光器单管和巴条组件分别实现1.62W和16W的室温连续输出功率,综合性能达到国际一流水平并突破国外高端激光器进口限制性能的规定条款。(科技部)

复旦大学发明新的单晶体管逻辑结构

复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队成员刘春森在实验室内观察硅片表面。他们发明了让单晶体管“1个人干2个人的活”的新逻辑结构,使晶体管面积缩小50%,存储计算的同步性也进一步提升。如果成功产业化,将推动集成电路向更轻、更快、更小、功耗更低方向发展。这一新的逻辑架构可以通过器件级存算一体路径破解数据传输阻塞瓶颈问题,突破了现有逻辑系统中冯·诺依曼架构的限制。(新华网)

大连理工研制出新型氮化镓纳米线气体传感器

日前,大连理工大学电子科学与技术学院教授黄辉团队发明了无漏电流“纳米线桥接生长技术”,解决了纳米线器件的排列组装、电极接触及材料稳定性问题,研制出高可靠性、低功耗及高灵敏度的纳米线气体传感器,该传感器可推广至生物检测以及应力应变检测等。

为解决纳米线排列定位难、电极接触面积小等一系列问题为此,黄辉团队首次研究了纳米线桥接生长中的寄生沉积效应,发明了一种桥接生长方法,结合气流遮挡效应与表面钝化效应,解决寄生沉积问题。研究人员采用新的刻槽方案和凹槽结构,避免凹槽底部的材料沉积,实现纳米线的桥接生长。(中国电子元件行业协会)

金刚石薄膜材料电化学传感研究获进展

中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心联合研究部薄膜材料与界面课题组研究员姜辛、副研究员黄楠指导博士研究生翟朝峰,利用CVD、PVD和电化学氧化技术研制出一种新型金刚石/碳纳米墙负载氧化铜的三维网状电化学传感电极并用于葡萄糖分子的检测工作。该电化学传感电极表现出宽的线性检测范围、高灵敏度、低检测极限以及良好的选择性、优异的重现性和长期稳定性,进一步研究发现,该电极在实际分析人体血清时呈现出良好的回收率,具有很高的生物分子识别能力。

分析表明,优异的电化学传感性能主要源于具有优异物理化学性质的金刚石/碳纳米墙薄膜电极。一方面,碳纳米墙由数十层近乎垂直于衬底生长的石墨烯片层构成,不仅具有优异的导电性和大的比表面积,还具有丰富的高电化学活性的石墨棱边、易于传质的开孔结构、不易团聚、结构稳定等特点。另一方面,高杨氏模量的金刚石以纳米片的形式贯穿整个薄膜电极,进一步提高电极在应用过程中的机械结构稳定性。(中国电子元件行业协会)

MXene基高比能超级电容器研究获进展

近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件研究组研究员吴忠帅与中科院金属研究所研究员王晓辉团队合作,采用二维金属碳化物MXene为负极,碳纳米管为正极,具有氧化还原活性的对苯二酚为正极电解液添加剂,构建了氢离子“摇椅”式高比能超级电容器。

然而,目前报道的大部分是水系对称型超级电容器,存在工作电压窗口较窄(一般为0.6V)的问题,导致获得的能量密度较低。因此,为充分发挥MXene的高比容量的特点,急需发展高电压超级电容器,以获得高的能量密度。(中国科学院)

智能变色半导体研究方面取得新進展

中科院福建物质结构研究所、结构化学国家重点实验室郭国聪课题组的王明盛研究小组新近致力于通过光致变色调制半导体高温电学性质。该团队先前提出通过热显色降低载流子浓度从而降低电导率的学术思路,但由于电导率随温度的增加而增加的固有规律占据优势,所研究的变色半导体在高温下的变色和显色态电导率相差很小。

为解决这个问题,王明盛带领的研究小组最近提出通过T—型光致变色半导体的逆向热褪色过程来“节流”的学术思路:寻找一种能够发生光致电子转移的变色半导体,其电子转移后载流子(电子和空穴)迁移率更高,但在高温下能够快速发生逆向电子转移,在褪色的同时,使载流子(电子和空穴)迁移率变低。文献报道,紫精基光致变色材料通常能够发生热褪色,且紫精离子可以通过阳离子—p相互作用构筑有机半导体。(中国科学院)

安徽铜陵支持集成电路产业加快创新发展

日前,安徽铜陵出台《支持集成电路产业加快创新发展若干政策》,重点从招商引资、金融支撑、研发投入、资源共享、做大做强、配套支持等6方面进行支持。

2019年,铜陵市将围绕支持集成电路上市企业落户、集成电路项目投资以及产业链配套招商进行相应奖补,关键进口设备在原有补助基础上再加大扶持力度。同时,加强金融支撑,鼓励县区成立基金扶持集成电路产业发展。通过政府资金引导及杠杆撬动效应,吸引社会资本进入集成电路行业,为行业发展提供资金保障。同时对外地基金投资本地集成电路企业进行奖励;支持为集成电路项目在铜落户进行担保;对集成电路企业给予贷款贴息,降低企业贷款成本。(铜陵日报)

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