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电子材料

2019-12-23

新材料产业 2019年10期
关键词:碳化硅器件半导体

半导体塑料中可进行离子交换

离子交换广泛应用于净水、蛋白质分离纯化和工业污水处理等,是生活中不可或缺的化学现象。日本东京大学研究发现一个创新性原理,即利用这种极为普遍的离子交换,可以控制半导体塑料的电子状态。利用该原理,研究小组精确控制了半导体塑料的电子状态,成功实现了具有金属性质的塑料。

此次发现的方法在大面积、室温附近溶液工序中都很容易实现,能显著提高半导体塑料的掺杂量、结晶性、热耐久性和传导特性。通过选择各种离子性化合物,今后还可以进一步控制传导特性和物理化学特性,有望促进离子电子器件的实现。(科技日报)

麻省理工学院研发基于钻石的量子传感器

麻省理工学院研究人员率先在硅芯片上创建了基于钻石的量子传感器。该团队认为,这种技术在未来将低成本制造可扩展硬件,这些硬件将用于量子计算,传感和通信。该技术突破利用了所谓的“氮空位(NV)中心”。

钻石的NV中心是带电子的缺陷,可以被光和微波操纵。作为对这种操控的回应,它们发出彩色图像,这些图像携带关于周围磁场和电场的量子信息。这些数据可以用于生物传感、神经成像、目标检测和其他传感应用。

研究小组指出,传统的NV传感器大小相当于厨房桌子,并且还需要其它大型组件,从而限制了传感器的实用性和灵活性。麻省理工学院团队已经研究出如何使用传统半导体制造技术,将包括微波发生器,滤光器和光电探测器等组件集成到毫米级封装中。

该传感器在室温下工作,可以感应方向和磁场强度。该团队能够使用这种传感器来测量原子尺度的频率变化。该数据可能包含有关环境的信息。(中国半导体行业协会)

SK Siltron拟收购DuPont碳化硅晶圆业务

SK Siltron董事会通过决议,将收购杜邦(DuPont)碳化硅(SiC)晶圓事业,收购额为4.5亿美元,计划在2019年内完成收购。

SK Siltron负责人表示,此举是呼应韩国政府推动的材料技术自立化政策,且也是为了确保全球竞争力。SK Siltron认为,在硅晶圆领域要追上日本难度很大,因此将会在次世代技术上寻求机会。目前能量产SiC晶圆的厂商除了杜邦之外,还有日本昭和电工、Denso、住友等。SK Siltrons年营收规模约1.3万亿韩元,而此次收购额超过其年营收的1/3。(中国半导体行业协会)

欧司朗正在研发第2代EVIYOS,将突破25 600个像素点

日前,欧司朗表示,欧司朗正在研发第2代Eviyos,正在单个LED芯片上开发突破性的25 600个像素点,面积仅为40 mm2。各个光像素聚集在一起的像素间距仅为40μm,从而节省了空间。

欧司朗光电半导体副总裁兼汽车业务总经理WolfgangLex表示说:“第2代Eviyos具有25 600个以上可单独控制的像素,将高清质量的灯光投射到路上。将来,汽车能够向驾驶员或其他道路使用者显示警告或符号”,“有了这款产品,在靠近车辆时,车主也会收到各种的欢迎场景。”

此外,汽车照明Eviyos系列的一大基本功能是在特定情况下仅点亮所需的像素,这意味着仅消耗必要的能源。第2代Eviyos可以以前所未有的精度逐渐熄灭某个区域,而其他区域则在全光照下发光。根据应用的不同,用户还可将多个Eviyos彼此组合或与其他常规LED组合。(中国半导体行业协会)

意法半导体推出低失真高压LED驱动器

近日,意法半导体发布HVLED007AC/DCLED驱动器,采用新的失真抑制输入电流整形(ICS)电路,使节能型固态灯具符合日益严格的照明规定。

HVLED007是一个峰值电流模式PFC控制器,为隔离式高功率因数准谐振反激式转换器专门设计,ICS电路确保电网输入电流是真正的正弦交变电流,在整个负载和输入电压范围内,输入电流总谐波失真(THD)极低,在满负荷时低于5%。功率因数接近1,最高能效高于90%,HVLED007允许设计人员仅用一个控制IC驱动多个高达80W的中高功率LED照明灯具。

HVLED007完善了意法半导体的HVLED系列直接用电网整流电源驱动LED灯具的数字IC产品。HVLED驱动器集成先进的功能,支持经济的原边稳压功能,可降低材料成本和电路尺寸,同时提高系统可靠性和照明性能。

HVLED007的最低工作温度为-40℃,可用于路灯等室外照明以及室内照明。图腾柱输出级源出电流600mA,灌入电流800mA,除了照明应用外,HVLED007还可用于高达100W的EN61000—3—2标准开关式电源。芯片内置保护功能包括短路保护、过载保护和过压保护。(中国半导体行业协会)

日亚化与英飞凌合作开发车用高清Micro LED矩阵灯

日前,日亚化(NichiaCorporation)和英飞凌(Infineon)开展合作,目前正共同开发一种高清(HD)光引擎,其中有超过16 000个MicroLED用于前照灯应用。与目前的高清解决方案不同,新设备将为驾驶员提供高分辨率光。

日亚化高级研发中心负责人KanjiBando表示:“我们的新型LED矩阵灯的分辨率将达到目前道路上同类解决方案的180倍”,“这将为全新的和改进的安全功能铺平道路并提高驾驶舒适性。”例如,高清灯可用于通过突出路边的人或物体来警告驾驶员;它也可以在道路上投射标记——例如,帮助驾驶员在建筑工地中进行驾驶;此外,无眩光远光灯或弯曲灯等可以更精确、更平稳地运行。(中国半导体行业协会)

全球第3代半导体产业专利总量近9万项

在第3代半导体领域,美国早期领衔全球专利增长,而2010年前后我国的申请量首次超过美国。截止到2018年9月30日,第3代半导体产业专利总量约为87510项。其中,碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、其他金属氧化物3种主要材料申请数量较为接近。而SiC在功率半导体和器件工艺方面较为热门,GaN在外延生长和光电子方面较为突出。

在氮化物同质衬底技术方面,三菱公司提出改进品质和厚度的GaN单晶制造法和具有低位错密度的GaN族晶体基底部及用途,LG公司则优化快速形成单晶GaN半导体衬底方法;住友公司利用磨削将在表面上具有C面的氮化物半导体衬底的表面加工为面粗糙度Rms5 nm~200 nm。涉及蓝宝石衬底技术,索尼公司改进蓝宝石衬底蚀刻方法。

在GaN外延生长方面,基于同质衬底生长,三星公司提出一种以高生长速率生长高质量GaN膜的方法;住友公司提出气相成长的成长表面不是平面状态而形成具有三维的小面结构单晶体GaN的结晶成长方法;住友公司提出一种可以收取氧作为n型掺杂剂的GaN单晶的成长方法;法国国家科学研究中心提出通过在牺牲层上的异质外延制造包含Ⅲ氮化物的自承基材的方法。(中国半导体行业协会)

航天科工203所表贴温补晶体实现小型化封装 填补国内空白

日前,航天科工203所研发成功一款表贴温补晶体振荡器产品,具有体积小(相对以往同类产品体积缩小50%)、工作温度范围宽(最低工作温度从-40℃降低至-55℃,比普通温补晶振扩展了15℃)、可靠性高(可经受10kg冲击能力)的特点,填补了国内该领域空白。温补晶体振荡器作为频率源的“心脏”器件,为电子设备提供高稳定的频率和时钟信号,对整机性能起着举足轻重的作用。该温补晶体振荡器采用石英谐振器小型化设计、宽温频率稳定性设计技术实现了小型化和更宽温度范围下的高精度指标。

该产品可应用于航天飞船、火箭、卫星及航空机载等领域的通信和控制系统,为整机提供稳定的频率基准信号,具有广阔市场前景。(中国电子元件行业协会)

中科院深圳先进院在可自展开智能柔性神经电极研发方面取得进展

近日,中国科学院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学研究中心副研究员杜学敏团队和微纳系统与仿生医学研究中心研究员吴天准团队合作研发出新型可自适应形变的高密度宽幅柔性神经电极,在近人体体温条件下可由微管状态转变为具有特定预设曲率的展开状态,从而有效贴合曲面组织,有望提升神经电极的刺激效率。

研究发现,具有形状记忆高分子涂层的高密度宽幅神经電极可在室温下塑形为直径约为2mm的微管临时形状,从而适用于眼球内的微创植入;在近人体体温的温度条件下,该电极可在类似人体眼球高黏度环境的硅油中自展开成具有预设曲率的永久形状,从而有效贴合视网膜。这种神经电极由于有着较高密度的电极位点和较传统电极更大的尺寸,有望获得高分辨、宽可视角的刺激视野。并且,由于基底材料间合适的力学性能匹配度,这种高精度的神经电极在反复的卷曲和展开过程中依然可以保持较好的电极连接有效性。(中国科学院)

中科院化学所在高效单组份有机发光场效应晶体管方面取得进展

最近,在前期研究的基础上,科研人员利用课题组发展的高迁移率发光有机半导体材料2,6—diphenylanthracene(DPA)和2,6—di(2—naphthyl) anthracene(dNaAnt)作为活性层构筑了单组分有机发光场效应晶体管。基于不对称器件结构和界面能级调控策略实现了OLET器件中高效平衡的双极性注入和传输。研究表明,所构筑DPA—和dNaAnt—OLET器件均展现了稳定且较强的沟道发光特性,在栅压调控下,其电子和空穴复合发光位置在p型沟道和n型沟道中均可得到很好的调控,证实其典型的双极性发光特性。并且,所构筑DPA—和dNaAnt—OLET器件最大外量子效率(EQE)分别达到1.61%和1.75%,为目前报道的单组份OLET器件的最高值。同时,DPA—和dNaAnt—OLET器件分别展现了高的发光亮度(1 210 cd/m2和3 180 cd/m2)和大的电流密度(1.3 kA/cm2和8.4 kA/cm2)。(中国科学院)

中科院上海硅酸盐所在碳化硅单晶基光导开关研究中取得进展

近期,中国科学院上海硅酸盐研究所碳化硅晶体项目部在开展碳化硅晶锭制备和晶圆片加工的同时,与相关应用单位紧密合作,持续开展碳化硅基光导开关原理研究和器件制备实验,研制成功多款器件并完成了应用验证。

进一步降低器件导通电阻是碳化硅基光导开关实现规模应用的技术关键,器件导通电阻与基底材料的结晶质量、电极的结构设计、材料选取及其制作工艺等诸多要素密切相关。2019年,为检测器件接近真实应用条件的导通电阻,团队开发了精确测量碳化硅单晶基光导开关纳秒量级瞬态光电导的新方法,在此基础上,实现了不改变器件结构、仅改变光源参数连续调控碳化硅单晶基光导开关导通电阻。(中国科学院)

我国首片自主研发的8.5代TFT—LCD玻璃基板下线

9月18日,我国首片8.5代TFT—LCD玻璃基板在安徽蚌埠下线。我国成为全球第3个掌握高世代TFT—LCD玻璃基板生产技术的国家。

TFT—LCD玻璃基板是液晶显示面板的核心部件,是电子信息显示产业的关键战略材料,其核心技术长期被少数几家国外企业所垄断。

为推动我国信息显示产业的高质量发展,在国家重点研发计划“重点基础材料技术提升与产业化”专项支持下,中建材蚌埠玻璃工业设计研究院牵头承担了“高世代电子玻璃基板和盖板核心技术开发及产业化示范”项目。经过3年多的持续攻关,该项目取得了一系列阶段性重大成果,先后攻克了能够同时满足理化和工艺性能的玻璃基板化学组成与配方。(经济日报)

首条高世代OLED生产线投产

近日,我国首条高世代OLED面板线——LG Display广州OLED项目正式投产,成为全球最大尺寸和最先进的8.5代OLED生产线。该项目总投资约460亿元,预计到2021年底实现产能9万片/月,年产值约200亿元。届时,以LG Display为龙头的平板显示产业集群年产值将达1200亿元,广州将一跃成为全球OLED战略基地。

LG Display广州OLED项目主要产品为4K超高清55英寸、65英寸、77英寸等大尺寸电视用OLED面板。该项目占地面积19万m2,布局全球领先的智能生产线。(经济日报)

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