《丰桥技术科学大学将ALLOS的GaN-on-Si外延片应用于体内神经应用》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2021-03-08
  • 日本丰桥技术科学大学的Hiroto Sekiguchi教授团队与ALLOS Semiconductors GmbH公司共同合作,研发了用于新型体内神经应用的高效氮化物基微型LED芯片。

    在丰桥技术科学大学,Hiroto Sekiguchi教授致力于氮化物半导体的开发已有十多年。目前,他正在考虑将micro-LED 作为一种新的光遗传学工具用于脑科学。研究小组将利用他们的硅工艺技术和ALLOS的GaN-on-Si技术,开发一种新型神经探针,该探针配备可以操纵神经活动的微型LED和用于记录神经活动的神经记录电极。研究小组认为,该设备将成为开拓神经科学新领域的强大工具。

    自从上个世纪90年代发展以来,氮化物LED凭借节省能源的优点,被广泛用于众多照明应用中,如用于超大型电视、增强现实(AR)显示器、汽车显示器等。

    用于医疗应用的氮化物LED

    除了明显的照明应用之外,氮化物LED在医疗领域也越来越多的被采用。例如,发射紫外线的氮化物LED用于通过消毒表面来抵抗诸如COVID-19的病毒。另一个例子是日本丰桥技术科学大学使用氮化物微型LED技术来构建医学上大脑和机器的接口。Hiroto Sekiguch教授的小组开发了一种神经探针,可使用ALLOS的micro-LED Epiwafer研究大脑功能。为了避免对大脑的伤害,micro-LEDs是关键,因为具有高效率因此可以减少能量转换带来的热量,从而减少对人体的有害影响。此外,对于micro-LEDs需要极高的精度。

    硅基氮化镓克服了制造上的挑战

    对于这种新颖的医疗应用,必须克服制造方面的挑战。ALLOS的硅基氮化镓(GaN-on-Si)技术起着关键作用,尤其重要的是,将氮化物LED技术与成熟而精确的硅行业工艺相集成,以可现最高的准确性和达到可靠性标准。

    Hiroto Sekiguchi说:“我们需要达到极高的精度和可靠的结果。幸运的是,只有我们大学所拥有的工业级硅加工设备才能提供这种加工结果。因此,使用可以在硅线上加工ALLOS的GaN-on-Si外延晶片是正确的选择。”。

    ALLOS的首席技术官Atsushi Nishikawa博士表示:“借助ALLOS可用于CMOS生产线的GaN-on-Si技术,我们可以将硅生产线带来的好处最大化,包括低成本扩展至200mm和300mm,以及乐意实现所有micro-LED应用所需的高可靠性和良率。”

相关报告
  • 《IGaN通过150mm的GaN-on-Si外延片实现低传导损耗,适用于RF应用》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:Lightfeng
    • 发布时间:2020-11-01
    • 新加坡IGSS GaN Pte Ltd(IGaN)指出,近年来,由于GaN功率和RF器件在各种应用中的采用越来越多,GaN基产品的需求不断增长。该公司开发并商业化了GaN-on-Si / SiC外延晶片和专有的8英寸(200毫米)GaN制造技术,用于功率、RF和传感器应用。GaN基材料的宽禁带可提供显著的击穿电场和高漂移速度,适用于制造大功率和高频器件。 由于III型氮化物材料与硅衬底之间存在材料特性差异,给实际应用带来了技术挑战。这样的问题之一是在III型氮化物/硅界面处形成了寄生通道,这会导致寄生损耗,严重降低设备的输出功率、功率增益和效率。对于RF应用,硅上的GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的关键要求是减少AlN / Si界面的传导损耗。由于反应器中Al和Ga残留物的掺杂而使AlN / Si界面变得导电,因此反应器的预处理和硅基板上第一AlN层的生长条件对于抑制传导损耗至关重要。 IGaN的技术具有实现极低传导损耗的独特优势,符合用于射频应用的硅基GaN HEMT的行业标准。对于10GHz的工作频率,最近处理的IGaN 150mm硅上GaN HEMT晶片在室温下的传导损耗为0.15dB,在高温下的传导损耗为0.23dB。除了传导损耗测试外,IGaN还实施了一种快速方法,可在晶圆厂加工之前筛选出性能不佳的GaN外延片。如果外延片衬底具有高传导性,则可以避免下游加工晶圆和封装器件的潜在浪费和损失,IGaN表示,高传导损耗外延片的早期检测对于RF GaN器件的批量生产至关重要。
  • 《ALLOS将RF和电力电子专利及专有技术转让给GaN-on-Si入门公司Azur Space》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:Lightfeng
    • 发布时间:2020-07-26
    • ALLOS Semiconductors GmbH宣布了一项协议,将其氮化镓(GaN)射频和电力电子业务出售给Azur Space Solar Power GmbH。 专利分析和技术情报公司Knowmade指出,Azur Space是电力电子业务的一个新进入者,没有与GaN-on-Si外延和电力GaN器件技术相关的现有知识产权资产,但有能力进行大批量生产。 ALLOS已通过许可和技术转让将其继承自Azzurro半导体公司的Epiwafer技术提供给新公司,ALLOS将依靠其专利和专有的生长技术以及外延结构,使新的参与者能够安全地进入GaN-on-Si业务。 实际上,两家公司之间的第一次专利转让发生在2015年,涉及的是与Azzurro在2013年提交的电力应用最相关的发明。 Knowmade评估说这笔交易为Azur Space提供了非常相关的专利,以开发GaN-on-Si技术,并在竞争者中脱颖而出。除了专利以外,它还可以依靠ALLOS在该领域的专业知识,该公司似乎在其业务发展中一直侧重于专有技术和技术转让,而不是IP许可。实际上,ALLOS正在积极开发其用于微型LED的GaN-on-Si技术,根据最新公告,它将在未来几年内将业务重点放在微型LED上。但是,这尚未转化为专利活动,因此它很可能会遵循与电源和RF电子产品相同的策略,重点是商业秘密和技术转让。 Knowmade指出,近年来功率GaN专利领域和GaN-on-Si专利领域发展迅速,众多创新型初创公司和主要电力电子产品制造商都在努力巩固自己的地位,以为有前途的功率GaN市场做准备。