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2018年第17期(发布时间: Aug 27, 2018 发布者:沈湘)  下载: 2018年第17期.doc       全选  导出
1   2018-08-20 15:34:11.6 可替代用于OLED、LCD等设备LTPS的全新TFT技术 (点击量:3)

据外媒报道,总部位于美国的Solar-Tectic公司,日前在宾汉姆顿大学和Blue Wave Semiconductor的协助下,获得了全新薄膜晶体管(TFT)技术专利,该技术将有助于提高有机发光二极管(OLED)、有源矩阵OLED( AMOLEDs)、液晶设备(LCD)显示器以及太阳能电池设备的效率并降低其成本。

与用于制造驱动显示器像素并需要昂贵的准分子激光退火的TFT的传统低温多晶硅(LTPS)工艺不同,这种新工艺是由金属诱导结晶(MIC)衍生而来的,并且使用改性液相外延电子束工艺,能够在低至232°C的温度下,在金属氧化物,如氧化镁缓冲基板上沉积薄金属层,然后沉积最终的汽化硅(Si)层并结晶成约50至100nm厚的薄膜,整个流程没有任何金属残余物。

通过使用拉曼光谱和X射线光谱对Si膜进行的分析显示出了高达188cm2/Vs的电子迁移率(而传统的LTPS电子迁移了则为100cm2/Vs)。

研究人员希望通过使用ST和BWS定向的MgO(111)薄膜缓冲基板进一步提高晶体尺寸,从而进一步提高电子迁移率,最终提高设备效率并有效降低成本。

2   2018-08-12 17:16:10.757 国防和5G推动RF GaN市场突破10亿美元 (点击量:1)

RF氮化镓市场金额在2017年继续增加,收入同比增长超过38%,到2022年将超过10亿美元,其中国防部门需求略高于商业收入。Strategy Analytics的战略组成部分应用(SCA)集团预测:2017-2022, GaN正在各种射频装置中得到应用,增长主要是由于商用无线基础设施的推广以及军用雷达,电子战(EW)和通信应用的需求。

2017年军用部门的射频GaN需求同比增长72%,年复合平均增长率(CAAGR)将在2022年达到22%。军用雷达部门仍将是GaN器件的最大用户。在国防部门中,特别是海军陆战队的AESA雷达,其大量生产活动正在不断的推动RF GaN需求量的增长,并且之前正在开发的许多系统已投入生产。

Strategy Analytics总结道,虽然增长驱动因素仍在不断变化,但是依旧看好RF GaN的应用前景。

3   2018-08-20 10:16:47.493 pSemi推出首款单片SOI Wi-Fi前端模块 (点击量:1)

位于美国加利福尼亚州圣地亚哥的pSemi公司推出了它的第一块单片SOI Wi-Fi前端模块(FEM)。

结合pSemi SOI技术的智能集成功能以及Murata在Wi-Fi连接解决方案和先进封装方面的专业知识,2.4GHz Wi-Fi FEM集成了低噪声放大器(LNA),功率放大器(PA)和两个RF开关( SP4T,SP3T)。

全球销售副总裁Colin Hunt表示:“全新的IEEE 802.11ax标准正在采用高阶调制方案(1024 QAM)以满足严格的EVM要求。传统工艺技术难以满足集成和性能的要求,只有SOI才能提供集成和高性能的理想组合,这种新的单片Wi-Fi模块是pSemi和Murata在技术上共同实现产品进步的一个很好例子。”

PE561221的批量生产零件和样品现已上市。 PE561221是pSemi Wi-Fi FEM产品系列中的第一款产品。

4   2018-08-20 10:15:56.763 GaN Systems和PowerSphyr在无线充电系统方面开展合作 (点击量:1)

美国加利福尼亚州丹维尔的PowerSphyr公司以及加拿大安大略省渥太华的GaN系统公司(一家用于电源转换和控制应用的无晶体管氮化镓功率开关半导体开发商)已经宣布了一项战略协议,要把基于GaN的无线电源系统推向市场,为全球范围内的消费、工业和汽车行业提供高电量应用。

两家公司携手合作开发硬件和固件解决方案,旨在提供符合无线充电标准的解决方案,在功率和功能方面开发出超越当前市场上任何产品的新一代产品。

GaN Systems首席执行官Jim Witham评论道:“一个没有电线的世界正在成为一种实现,因为像PowerSphyr这样的有远见的公司,其技术,方法和专业知识在开发无线电力传输和充电市场方面具有独特的优势。”

5   2018-08-20 10:28:55.517 Cadence Palladium Z1企业仿真平台使GUC能够加速SoC设计 (点击量:0)

Cadence设计系统公司(NasDaq:CDNS)今天宣布,全球UNIHIP公司(GUC)采用了Cadence Palux Z1企业仿真平台,在半导体行业,以加速系统芯片(SoC)的设计和驱动创新。通过将钯Z1仿真平台与Cadence XCELLμ进行并行逻辑模拟,使GUC工程师能够应用更复杂的SoC验证测试场景,具有完全调试可见性。

钯Z1仿真平台允许GUC在验证过程中改进硅验证系统,优化硬件和软件集成,以确保可靠性,其编译能力也使得GUC在全芯片仿真模型构建中获得了更多的预布线时间,也有助于GUC工程师快速调试并探索设计变更20X,这在其他设计方案中是不可行的。

全球UnHIPH公司总裁肯晨博士说:“在比较了市场上的替代方案后,选择了Cadence公司的钯Z1企业仿真平台,验证了其在ASIC验证生产率和模型通用性方面的有效性。”

6   2018-08-20 10:24:44.34 半导体收购规模可能受到限制 (点击量:0)

随着对芯片合并协议的监管审查日益严格,各国保护国内技术的努力以及全球贸易摩擦的升级,类似高通公司在7月底以440亿美元收购恩智浦半导体这样的行为已经不复存在,这些都表明半导体收购交易正在达到规模上限。在当环境下,半导体收购超过400亿美元的事件正在变得越来越不可能发生。

在过去三年中,全球半导体产业已经被历史性的并购浪潮所重塑,基于IC Insights收集的数据, 2015年宣布了创纪录的1073亿美元半导体收购协议,2016年,半导体并购协议第二高达到998亿美元, 但是2017年半导体收购公告总额达到283亿美元,远低于2015年和2016年。根据IC Insights公布的并购交易记录,在2018年的前六个月,半导体收购公告的总价值只约为96亿美元。

7   2018-08-20 10:14:52.49 Veeco的GEN10自动化MBE集群系统赢得了Max Planck Institute的招标,以支持氧化物氮化物层结构的研究 (点击量:0)

美国纽约的外延沉积和加工设备制造商Veeco Instruments Inc表示,其双室GEN10自动分子束外延(MBE)集群系统赢得了马克斯普朗克微结构物理研究所(MPI-MSP)的招标,并且德国支持复杂氧化物的研究。

氧化物氮化物层结构的需求增加,因为其在完善下一代节能纳米器件和先进数据存储方面具有很大的潜力。MPI-MSP的离子、自旋和电子(NISE)纳米系统部门旨在利用Veeco的MBE技术扩展研究和开创新应用。

Veeco的MBE系统继续扩大其在全球研发领域的影响力,MBE和ALD产品副总裁兼总经理Gerry Blumenstock表示:“我们很高兴Parkin博士和他的团队对我们的MBE专业知识充满信心,我们期待MPI-MSP在未来将继续引领复杂氧化物的研发探索和应用。”

8   2018-08-17 10:56:54.513 重庆将培育千亿产值规模集成电路产业 建设重要的功率半导体基地 (点击量:0)

通过建成芯片设计、封装测试、应用开发在内的集成电路全产业链,重庆正着手培育集成电路千亿产值规模。8月14日,重庆日报记者从市经信委获悉,截至去年底,全市集成电路产业实现产值约180亿元,集聚规模以上企业9家。

集成电路全产业链已初步建成

重庆是国内发展集成电路产业最早的城市之一,我国第一块大规模集成电路芯片,就出自位于永川的中国电子科技集团公司第24研究所。

“全市集成电路产业正在快速发展,目前已初步建成较完整的集成电路全产业链。”重庆市经信委电子处负责人介绍,全市现有集成电路企业约20家,覆盖了集成电路芯片设计、制造、封装等全产业链环节。

其中,芯片设计企业包括西南集成、中科芯亿达、伟特森电子、锐迪科、原璟科技、雅特力科技、弗瑞思科、烈达半导体、物奇科技、渝芯微等企业,主要涉及功率、射频、通信、驱动、物联网、数据传输、微控制器等设计领域。

晶圆制造及整合元件制造商企业,包括中国电科集团覆盖模拟集成电路、电荷耦合元件的两条6英寸芯片生产线,华润微电子公司8英寸功率及模拟芯片生产线,以及万国半导体公司12寸电源管理芯片生产线及封测线。

封装测试及原材料供给方面,包括SK海力士公司在渝建设其全球最大封装测试基地,平伟实业、嘉凌新科技等企业从事功率器件封装测试;超硅公司生产大尺寸集成电路用硅片,奥特斯公司生产半导体封装载板。

重庆市经信委称,以上述企业为基础,重庆将逐步建成为国内重要的功率半导体基地。

拓展与行业龙头企业合作空间

围绕集成电路产业发展规律,重庆提出将重点发展电源管理芯片、存储芯片、先进工艺生产线、汽车电子芯片、驱动芯片、人工智能及物联网芯片、集成电路设计业。

其中,重庆市将加强平台建设,以集成电路设计为重点,做大晶圆制造规模,提升封装测发展水平,完善原材料及配套体系,带动全产业链均衡发展。同时加大对集成电路相关知识产权、技术诀窍的研发、积累和引进力度,推动设计企业孵化和创新成果产业化,并大力引进、培育集成电路核心人才团队,增强产业支撑。

重庆市经信委表示,目前在集成电路资本、技术、项目等多个项目领域,重庆正在努力拓展与国内行业龙头企业合作空间,重点围绕人工智能、智能硬件、智能传感、汽车电子、物联网等产品方向,加快引进培育一批集成电路设计龙头企业,形成集成电路设计产业集聚区。

接下来,全市将重点推动发展电源管理芯片及功率模组,支持化合物半导体等多品种、小批量特殊工艺线建设,引进及合资合作建设一批大尺寸、窄线宽先进工艺晶圆制造重大项目,尽快实现12寸芯片生产线本地量产。另外,全市还将持续发展高密度、高可靠性先进封装工艺,扩大封装测试产业规模,争取在淀积、刻蚀、离子注入等核心工艺和动力净化专用装备领域取得突破。

9   2018-08-12 17:25:28.207 由于MBE系统销售额翻两番,Riber上半年收入同比增长36% (点击量:0)

法国的Riber SA公司已报告其生产分子束外延(MBE)系统以及蒸发源和渗出电池使同比收入增长36%,从2017年上半年的1250万欧元增加到1700万欧元。 2018年上半年,亚洲贡献了74%的收入(从84.2%下降),欧洲20%(从12.2%上升)和美国6%(从3.4%上升)。

系统收入从仅仅90万欧元增加到410万欧元,翻了两番,这反映了四台机器(包括三个研究单位)的与一台研究机器(2017年上半年的)的差别。

蒸发器收入(电池和电池)从880万欧元增长到1040万欧元,增长了18%,原因是屏幕行业的交付量很高。

Riber预计2018年下半年的收入将比2017年下半年有所上升。参考计划交付的时间表,该公司预计直到2019年,2018年全年的收入增长率至少为15%,并且2018年上半年的盈利数据将于9月27日公布。

10   2018-08-12 17:17:16.87 VisIC宣布9kW GaN半桥无需并联 (点击量:0)

以色列的VisIC技术有限公司宣布推出一款新的水冷式V22N65A-HBEVB半桥评估板,展示使用其GaN开关(先进的低损耗开关)来实现的高功率性能。

评估平台可以在任何半桥拓扑结构中进行操作,并且仅使用单个V22N65A晶体管进行降压和升压拓扑测试,最高功率可达9kW。据说这是市场上第一款基于GaN的解决方案,可提供高达9kW的功率,无需并联,适用于混合动力和电动汽车中的高密度车载充电器(OBC)。

该公司表示,V22N65A All-Switch SMD是一种分立式顶部冷却器件,其采用先进的隔离封装设计,使导热量和开关损耗量处于超低状态,也可最大化的实现每个GaN器件的性能。低寄生电感功率和栅极环路设计与高阈值电压(5V)相结合,使设计人员能够在多功率范围和高功率应用中安全地采用VisIC GaN开关。

11   2018-08-12 17:11:37.693 诺斯罗普·格鲁曼公司首次向美国海军陆战队提供G/ATOR 系统 (点击量:0)

诺斯罗普·格鲁曼公司推出首款采用高功率和高效氮化镓天线技术的AN/TPS-80 G/ATOR (Ground/Air Task-Oriented Radar) 型 S 波段 3D 多功能 AESA 雷达。为了进一步改进系统的运营能力,处于低速率初始生产(LRIP)阶段的第七个G / ATOR系统提前交付给了美国海军陆战队。

诺斯罗普格鲁曼陆地和航空电子C4ISR部门副总裁Roshan Roeder说:“海军陆战队是第一批采用这种多功能的AESA雷达的战队,采用这种先进的GaN技术,并且这种先进的雷达生产技术是海军陆战队特有的。”海军陆战队和诺斯罗普格鲁曼公司将继续为执行全速生产计划做好充分准备,并打算于2019年初开始执行计划。

此外,鉴于AN / TPS-80的开放式架构设计,Northrop Grumman于2016年通过国防部战略能力办公室获得了一份合同,以增加一个消防控制任务。

12   2018-08-12 17:10:09.693 OEM半导体设计支出费用达到历史最高水平并突破3000亿美元 (点击量:1)

到今年结束时,世界顶级工业和电子制造商将在半导体上花费超过3000亿美元,这是一个首次超越的门槛,因为七个主要市场对芯片的大量使用和需要,这使芯片的高需求量持续不减。

预计今年服务市场(SAM)的半导体设计支出费用将达到316.8亿美元,这一新纪录将打破去年SAM芯片设计支出费用为296.8亿美元的记录。

昂贵的存储器元件在2017年推广到芯片市场后,其高价格持续到2018年,因此2018年仍将保持大量的设计支出费。去年的繁荣让存储器公司有盈余现金以增加对产能的投资并提升产出,改善NAND和DRAM供应。但随着今年供需形势出现稳定迹象,昂贵的内存芯片可能即将结束。

13   2018-08-20 15:48:15.203 三星公司未来将主要生产QLED及Micro LED面板 (点击量:0)

OLED电视目前在高端电视的占比已经超过了5成,现在已经有十几家国内外电视企业选择与LGD结盟,再加上广州的新厂将在明年投产,OLED电视似乎已经开始取得领先优势。三星本来也有意发展OLED电视面板,不过近期情况有点变化,三星表示将采用“双轨”商业策略,主要用来生产QLED及Micro LED面板。 在主流的TFT-LCD领域,中国两大面板生产企业京东方和华星光电实力雄厚,在建或已投产10.5/11代面板生产线,韩国两大面板生产企业只能选择发展新的面板技术。三星电视当年发展OLED面板针对智能手机市场,目前它的中小尺寸OLED面板业务已成为仅次于存储芯片业务第二大利润来源,本来它有意发展电视用OLED面板,不过面对LGD在电视用OLED面板市场占据优势的局面,它选择了发展QLED电视,今年初它又领先其他企业发布全球首款microLED电视。 在色彩显示、黑色纯度、亮度、响应时间等方面,QLED与OLED各有优点,不过OLED电视机更轻、更薄、更节能并提供迄今为止最佳的可视角度,同时LGD已联合更多的电视机厂商,似乎QLED电视技术正逐渐落于下风。不过OLED电视的弱点也非常明显的,那就是寿命较短、容易出现烧屏等问题,而microLED恰恰可以解决OLED技术的弱点。 不过就目前来说microLED面板生产技术还有待改进,其大规模生产还面临困难,而三星电视也不希望microLED面板技术影响它的主要利润来源的中小尺寸OLED面板业务因此先针对饭店、商店、体育场、博物馆等商业用户推Micro LED电视,microLED技术要取代OLED还需要时间

14   2018-08-20 15:56:44.95 氮化镓IC将改变电动汽车市场 (点击量:0)

节能减碳意识兴起,这股风潮也连带席卷汽车产业,电动车需求开始快速攀升。为有效提升电动车整体功率并减少车体重量,采用新一代功率半导体可说是势在必行,氮化镓便应运而生;透过氮化镓IC,未来的电动汽车将更快、更小、具更佳的性能,同时实现更低的能源损耗。

随着全球能源结构朝向低碳能源和节能运输转移,节能汽车产业亦正面临着挑战。如今,整个电动汽车(EV)市场的成长率已经超过传统内燃机(ICE)汽车市场成长率10倍。

预计到2040年时,电动汽车市场将拥有35%的新车销量占有率,对于一个开始大量生产不到10年的市场而言,如此的新车销售市占是引人注目的。

随着整个汽车产业从基于机械之系统朝向数位统转变,与电池、电子系统及系统元件创新相结合的经济规模,对电动汽车的成长发挥了相当重要的作用。电动汽车制造商和设计人员青睐于数位设计,而市调机构Canaccord Genuity预计,到2025年时,电动汽车解决方案中每台汽车的半导体构成部分将增加50%或更多。

本文将探讨氮化镓(GaN)电子元件以及一部分碳化硅(SiC),在不增加汽车成本的条件下如何提高电动汽车的功率输出和效能。

增加功率为电动车首要任务.

电动汽车类别通常包括纯电动车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV),也可以包括混合动力汽车(HEV)。尽管该类汽车更依赖内燃机而非电动推进系统,考虑到开发混合动力汽车所需的电子元件数量,本文将混合动力汽车界定为电动汽车的范围。

电动汽车产业鼓励创新电气系统的设计和开发,以取代以往的机械系统,例如:

.空调机组:向无刷直流或三相交流电机驱动压缩机转移。

.真空或气动控制:向电子控制模组(ECM)转移。

.线控驱动(DbW)系统:向高功率机电执行器转移。

.停车制动器:向电动卡钳转移。

.驱动轮系统:向端到端电气化转移。

逻辑上,这些系统需要电子零件,包括众多半导体元件。有鉴于先进的电池管理技术,还将有更多的半导体介面不断涌现。上述系统通常依靠由12V电池供电的电路中的中低压硅(Si)MOSFET(≤150V)。目前业界正透过更高电压电池(24V和/或48V)来替代12V电池,以适应更高的电力需求,而不增加电线线径及布线成本;此替换过程同时也减少了铜线的重量,提高了驱动效率。

到目前为止,驱动轮电气化还要求汽车拥有第二个250V~450V高压(HV)电池以及配套电子设备,原因在于预计未来电池电压将升高,这将需要更新更先进电子设备。

突破成本效益有助电动车普及.

相较于传统内燃机汽车,这一点更为明显。对于电动汽车而言,每一点重量都很重要。太重会降低产品使用寿命和消费者体验品质,而且与任何产品一样,成本控制(理想情况下/降低成本)仍然是重点所在。即使设计中增加了新功能,整体系统成本也必须顺应市场对价格的压力。

所有这些新系统的推出,大幅增加了半导体和其他电子产品的数量以及所需的电池功率,理论上,这意味着更多的重量和更高的成本。一般而言,随着汇流排电压的增加,硅电晶体开关的成本会更高,这与汽车电气化的要求是相对的。此外,一些新的车载系统的性能需要超多数量的硅元件,进而增加了系统规模、重量和成本。

实质上,新型电动汽车系统难以支援HV Si MOSFETs、IGBTs和Superjunction等现有半导体技术。相反的,该产业正在转向功能强大的宽能隙(WBG)技术,包括SiC和硅基氮化镓(GaN-on-Si),这两种突破性技术都在电动汽车市场中占有一席之地(表1)。

与Si IGBT相比,SiC提供更高的阻断电压、更高的工作温度(SiC-on-SiC)和更高的开关速度。这些功能对于牵引逆变器来说是最佳的,因为它们需要间歇性地将大量能量传输回电池。与此同时,硅基氮化镓开关为从低kW到10kW宽范围的供电系统带来益处,即交流到直流板载充电器(OBC)、直流到直流辅助功率模组(APM)、加热和冷却单元等。

氮化镓的魅力在于其拥有超越硅的几个属性。氮化镓提供更低的开关损耗;更快的速度,类似RF的开关速度;增加的功率密度及更好的热预算。此外对电动汽车尤为重要的是,可降低整个系统规模、重量和成本。

氮化镓还能够让工程师利用这些属性建构系统,像是无桥式图腾柱(Totem-pole)功率因数校正(PFC)。随着图腾柱PFC系统功率需求的增加,氮化镓的益处也随之增加(图1)。总而言之,氮化镓提供更低的开关损耗、更快的开关速度、更高的功率密度、更佳的热预算,进而提高电动汽车的功率输出和效能,且降低了重量和成本。

图1 传统升压CCM PFC对比采用GaN的无桥式图腾柱PFC

汽车电气化须保证品质.

汽车产业朝向汽车电气化的转变,不仅改变了所用技术的类型,而且对汽车供应商进行了重新定义。传统的一级供应商从制造机械系统开始,而不是从电气系统开始,虽然这些传统公司已经开始针对需求开发电气系统,但是人们对更智慧、更具创新性的电气化的需求却为非传统供应商带来了机会。

车载电力转换系统最简单的形式为基本的交流到直流、直流到交流以及直流到直流转换器。这些转换器广泛应用于当今众多市场和应用中,包括电源、电信和非机载电池充电器。

将这些系统提供给汽车行业对交换式电源(SMPS)原始设计制造商(ODM)来说,是一项简单且合乎逻辑的市场拓展,这些制造商也很渴望填补汽车市场不断扩大的需求缺口。事实上,鉴于先进的电气系统(特别是使用氮化镓的电气系统)需要花费数十年来开发大量专业技术,这种新的采购理念是大势所趋。

汽车业受到高度监管,通常须要采购可查来源元件才能达到最佳的品质和可靠性,以此证明其性能满足汽车电子委员会(AEC)产业标准。SMPS ODM需要置身于满足这些标准的先进半导体元件和主动元件的供应商网路中。

对于氮化镓来说,在更关键的电子子系统之一,符合AEC标准的元件已经存在,即配对的电源开关元件和闸极驱动器。

氮化镓实现更低能源损耗.

氮化镓材料的节能特性和处理高电压操作的性能不会导致功耗下降,进而为设计人员在将来设计电动汽车时提供了决定性优势,这包括更低的开关损耗、更快的开关速度、更高的功率密度、更出色的热预算,并进一步降低重量和成本。除了电动汽车市场之外,基于氮化镓的电子产品也为进一步降低资料中心和消费类设备的功耗提供了良机。电动汽车的设计者自从市场形成以来就已经实现了前所未有的创新,随着汽车不断的数位化,未来将会出现更多变化。未来的电动汽车将更酷、更快、更小,为驾驶者(和自动驾驶员)带来惊人的性能提升,同时实现更低的能源消耗。

15   2018-08-26 10:35:26.953 通过采用AlGaN间隔层和InAlGaN阻挡层,富士通将GaN HEMT的输出功率提高到19.9W / mm栅极宽度 (点击量:0)

在波兰华沙举行的III-Nitrides(ISGN-7)国际研讨会上(8月5日至10日),富士通有限公司和富士通实验室宣布称他们已经开发出一种晶体结构,可以增加氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)的电流和电压,有效地将微波频段发射器所用晶体管的输出功率提高三倍。

除实现高电流和高电压工作外,富士通于2017年开发了单晶金刚石衬底键合技术,晶体管内的发热可以通过金刚石基板有效散发,实现稳定的操作。当在实际测试中测量具有这种晶体结构的GaN HEMT时,实现了19.9W / mm栅极宽度输出功率(比常规AlGaN / GaN HEMT的输出功率高三倍)。

富士通和富士通实验室未来的目标是将高输出功率,高频GaN HEMT功率放大器商业化,用于雷达系统)和2020财年的5G无线通信系统等应用中。

16   2018-08-26 10:33:19.703 QuantumClean和ChemTrace展示了如何降低晶圆制造成本 (点击量:0)

在SEMICON台湾2018展会(9月5日至7日)的J2734展台举行的一系列技术讲座中,QuantumClean和ChemTrace展示了他们的超高纯度清洁技术、专有涂层和微污染分析测试来帮助降低晶圆制造成本(CoO)。

QuantumClean和ChemTrace简要介绍了原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)、扩散、蚀刻、离子注入和物理气相沉积(PVD)超高纯度清洁以及零件质量监控的解决方案,并且指导原始设备制造商(OEM),集成设备制造商(IDM),原始产品制造商(OPM)和代工厂如何减少晶圆制造成本。

昆腾全球技术公司总裁兼首席执行官Scott Nicholas说:“SEMICON台湾2018的参观者可以在我们的J2734展台参加技术讲座中了解到我们的服务产品,了解我们如何通过解决关键的半导体工艺室部件这一挑战来改善您的运营。”

17   2018-08-27 16:21:33.57 如何制作铟镓氧化锌(IGZO)薄膜晶体管 (点击量:0)

    《Nature Electronics》期刊设置了一个名为“逆向工程(Reverse Engineering)”的专栏,它从主流发明家的角度审视现在广泛使用的电子设备的发展。到目前为止,该专栏已发布DRAM、DVD、CD和锂离子充电电池等主题。2018年7月,该专栏邀请东京科技创新研究所教授、元素战略材料研究中心主任Hideo Hosono,讲述了IGZO薄膜晶体管(TFT)的发展历史和现状。
    使用包括铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)或IGZO的氧化物的场效应晶体管(TFT)使得以前从未见过的高分辨率节能显示器成为可能。IGZO电子迁移率是氢化非晶硅的10倍,氢化非晶硅在过去被专门用于显示器。此外,它的截止电流非常低,并且它是透明的,允许光通过。IGZO已被应用于驱动液晶显示器,例如智能手机和平板电脑。三年前,它也被用来驱动大型OLED电视,这被认为是一个重大突破。这个市场正在迅速扩大,从韩国和日本电子制造商发布的产品中可以看出,它们现在占据了商店的货架。
      过渡金属氧化物的电子导电性早已被人们所知,但是电场的电流调制却没有。在20世纪60年代,当氧化锌、氧化锡和氧化铟形成TFT结构时,调制电流是可能的。然而,他们的表现很差,直到2000年左右出现了有机TFT的研究报道。将氧化物视为电子材料、有关氧化物电子的新领域早已经存在。东京科技创新研究所的材料和结构的现代实验室是氧化物电子的一个研究中心,在全世界快速传播氧化锌TFT。然而,由于薄膜是多晶的,由于其特性和稳定性存在问题,所以没有得到实际应用。
     在显示器中的应用不同于CPU,它需要在一个大的衬底上形成一个薄的、均匀的薄膜——像非晶态材料——当薄膜受到电场时,在低栅电压下的电流急剧增加。然而,虽然非晶材料是形成薄、均匀薄膜、高载流子浓度等问题的最佳选择,但由于结构无序的出现,大多数情况下防止电场对电流的调制。唯一的例外是1975的含大量氢的非晶硅。由这种材料制成的TFT被用来驱动液晶显示器,它成长为一个巨大的10万亿日元的产业。然而,电子迁移率仍然比晶体硅低两到三个数量级——不优于0.5到1 cm2 V-1 s-1。因此,无定形半导体易于制造,但被认为具有非常差的电子性质。
    Hosono教授把关注重点集中在具有高离子结合性质的氧化物上,该系列由属于周期表的p块的非过渡金属组成。在该材料系列中,作为电子路径的导带底部主要由球对称的金属S轨道构成,具有较大的空间扩展。正因为如此,轨道的重叠程度,支配电子如何容易移动,对键角变化不敏感,这是非晶态材料的固有性质。这种特性可能允许在与多晶薄膜相媲美的非晶材料中的迁移率。Hosono教授做了相应的实验,找到了一些例子。2003年,Hosono和他的合作者在《Nature》上报道晶体外延薄膜可以产生大约80 cm2 V-1 s-1的迁移率。2004年,他们再次在《Nature》上报道,非晶薄膜也能产生大约10 cm2 V-1 s-1的迁移率。
    根据这些研究发现,非晶氧化物半导体及其TFT的研究开始在世界范围内迅速增长——不仅在信息显示协会(SID)和国际非晶半导体会议上。Hosono的两篇论文分别被引用了2000次和5000次。与这些发明相关的专利的总引用量现在超过9000。自2012以来,具有这些TFT的显示器的产品已可供一般消费者使用。由于非晶IGZO TFT的独特特性——它们的高迁移率和在大面积上容易形成薄的均匀薄膜的能力,它们还出现在了2015年的大型OLED电视上。这种显示器被安装在东京科技创新研究所技术材料研究中心的第一层和材料和结构实验室的门厅。IGZO TFTS在高清大液晶电视上的应用将很快开始。

    相关论文发表在《Nature Electronics》,1:428 (2018), DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-018-0106-0,题目:“How we made the IGZO transistor”。

18   2018-08-27 16:09:27.657 GaN中a型基底边缘位错沿<1-100>方向的结构和电子性质研究显示 氮气可能是GaN缺陷产生的罪魁祸首 (点击量:0)

    随着硅基半导体达到其性能极限,氮化镓(GaN)正成为推动发光二极管(LED)技术、高频晶体管和光伏器件的下一代材料。GaN材料的缺点在于容易形成较多数量的缺陷。
    GaN材料退化是由于位错——当原子在晶格结构中发生位移时。当多个位错同时从剪切力中移动时,沿晶格平面的键拉伸并最终断裂。当原子重新排列改变它们的键时,一些平面保持完整,而另一些则永久变形,只有一半的平面就位。如果剪切力足够大,位错将沿着材料边缘终止。在不同材料的衬底上沉积GaN使问题变得更糟,因为晶格结构通常不对齐。
    加深对如何在原子水平上形成GaN缺陷的理解可以提高使用这种材料制成的器件的性能。来自希腊亚里士多德大学、阿尔及利亚贝贾亚大学和法国卡昂大学的研究人员合作,通过研究和确定GaN晶格的六个核心构型,朝着这个目标迈出了重要的一步。
    为识别、处理和表征这些位错,以充分了解GaN缺陷的影响,以便找到具体的方法来优化GaN材料,研究人员利用分子动力学和密度泛函理论模拟计算,确定了GaN中a型基底边缘位错沿<1-100>方向的结构和电子性质。沿着这一方向的位错在半极性生长方向中是常见的。这项研究是基于三个模型与不同的核心配置。第一个由三个氮原子和一个镓(Ga)原子组成的镓极性;第二个原子具有四个N原子和两个镓原子,第三个包含两个N原子和两个镓核关联原子。使用大约15000个原子对每个构型进行分子动力学计算。

    有一些GaN材料问题是内在性质导致产生的不必要的影响,如颜色转移的发射GaN基LED。研究还发现,与Ga极性相比,N极性结构在带隙中表现出更多的状态,N极性结构呈现更小的带隙值。

    相关研究发表在《Journal of Applied Physics》,Article number: 244301 (2018),Published:26 June 2018,https://doi.org/10.1063/1.5034198,题目:“Structural and electronic properties of a-edge dislocations along <1-100> in GaN”。