Eletrônica

Lançado LED de silício

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/11/2002

A ST Microelectronics, o terceiro maior fabricante mundial de semicondutores, anunciou os detalhes de uma tecnologia inovadora que permite que LEDs à base de silício atinjam a eficiência dos equivalentes tradiconais desses componentes, construídos principalmente de arseneto de gálio (GaAs).

A nova tecnologia permitirá uma inifinidade de novas aplicações nas quais funções óticas e elétricas são combinadas em um único chip de silício. Isto não era anteriormente possível porque, embora o silício seja ideal para construção de memórias, microprocessadores e outros circuitos complexos, ele não podia ser utilizado como um eficiente emissor de luz.

"A habilidade em combinar processamento eletrônico e ótico no mesmo chip representa enormes oportunidades para a ST Microelectronics ser a primeira a desenvolver muitos novos tipos de semicondutores, principalmente porque a tecnologia é compatível com os atuais fluxos de produção em grandes volumes e seus equipamentos. A ST Microelectronics já identificou um grande número de aplicações promissoras e questões chave do processo produtivo já foram resolvidas, de forma que esta tecnologia poderá ser rapidamente colocada em produção." disse GianGuido Rizzotto, diretor da empresa.

O novo LED à base de silício representa um recorde mundial de eficiência. Ele é baseado em uma estrutura inovadora na qual íons de terras-raras, tais como érbio ou cério, são implantados em uma camada de dióxido de silício enriquecido (SRO - "Silicon Rich Oxide") com nanocristais de silício com diâmetros entre 1 e 2 nanômetros. "A eficiência quântica alcançada é de cerca de 100 vezes maior do que o previamente alcançado com silício e é, pela primeira vez, comparável com aquela obtida a partir do GaAs e outros compostos semicondutores tradicionalmente utilizados para a fabricação de LEDs." disse Salvo Coffa, chefe dos pesquisadores que fizeram a descoberta.

A nova tecnologia foi desenvolvida em Catania, na Sicília, por pesquisadores do braço tecnológico da empresa. Os laboratórios têm como principal objetivo a exploração e industrialização de novas tecnologias resultantes da convergência da microeletrônica, física, química e biologia. O projeto foi desenvolvido utilizando a mesma linha piloto que a ST utiliza para desenvolver novos MOSFET. Isto permitiu à empresa acelerar a transferência dos experimentos para o desenvolvimento e industrialização.

Uma das primeiras aplicações para a nova tecnologia será na construção de dispositivos de controle de potência nos quais o circuito de controle é eletricamente isolado dos transistores chaveadores. Atualmente a isolação elétrica, essencial em muitas aplicações por razões de segurança, somente pode ser alcançada pela utilização de dispositivos externos tais como relés, transformadores ou optoacopladores discretos, todos envolvendo custos adicionais, consumo de energia e maior volume.

A empresa patenteou uma nova estrutura na qual dois circuitos, construídos no mesmo chip mas eletricamente separados um do outro por uma camada isolante de dióxido de silício, comunicam-se via sinais óticos utilizando emissores de luz de silício e detectores integrados. Estes dispositivos terão inúmeras aplicações, incluindo controle de motores, fontes de energia, relés de estado sólido e aplicações similares onde o circuito de potência necessita lidar com voltagens muito mais altas do que o circuito de controle. Amostras para desenvolvedores já estarão disponíveis antes do final deste ano.

No longo prazo, a ST irá investigar a integração de sistemas óticos de transmissão de dados para uso em circuitos CMOS avançados onde os sinais de clock serão distribuídos pelo chip na velocidade da luz, assim como circuitos integrados de baixo custo para comunicações por fibras-óticas por DWDM ("Dense Wavelength Division Multiplexing").