美科学家开发出大规模可拉伸集成电路
美国斯坦福大学的研究人员首次实现了具有1000多个晶体管和大于1 MHz 级开关频率的大规模可拉伸集成电路,大幅增强了类皮肤电子产品的性能。相关研究成果以“High-speed and large-scale intrinsically stretchable integrated circuits”为题发表在《Nature》期刊上。
类皮肤电子产品在人机接口、可穿戴和植入设备中不可或缺,在连续生理监测、健康状况实时分析、自主医疗闭环交付等领域应用潜力巨大,但目前的技术水平只能达到非晶硅水平的电气性能(电荷载流子迁移率约为1 cm2V−1s−1)、低集成度(每个电路54个晶体管)和有限的功能。斯坦福大学的研究人员结合材料、制造工艺、器件工程和电路设计方面的创新,首次实现了具有1000多个晶体管和大于1 MHz 级开关频率的大规模可拉伸集成电路,在100%应变下,平均场效应迁移率超过20 cm2V−1s−1,器件密度为每平方厘米10万个晶体管,当供电电压为5 V时,驱动电流达到了约2 μAμm−1,大幅增强了类皮肤电子产品的性能。
这项工作实现了类皮肤电子产品中创纪录的晶体管阵列密度,并且具有良好的机械鲁棒性、高良率和高驱动能力,是可拉伸集成电路发展过程中的重大突破。