Un equipo dirigido por el profesor Keon Jae Lee del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de KAIST ha desarrollado circuitos integrados flexibles a gran escala (LSI) basados ​​en silicio in vivo para la comunicación inalámbrica biomédica.

Los semiconductores basados ​​en silicio han jugado un papel importante en el procesamiento de señales, estimulación nerviosa, almacenamiento de memoria, y comunicación inalámbrica en electrónica implantable. Sin embargo, los chips LSI rígidos y voluminosos tienen usos limitados en dispositivos in vivo debido al contacto incongruente con las superficies curvilíneas de los órganos humanos. Especialmente, Las retinas artificiales recientemente aprobadas por la Administración de Alimentos y Medicamentos (consulte el comunicado de prensa de la aprobación de la retina artificial de la FDA) requieren un LSI extremadamente flexible y delgado para incorporarlo dentro del área estrecha del ojo humano.

Aunque varios equipos de investigación han fabricado circuitos integrados flexibles (CI, decenas de transistores interconectados) sobre plásticos, su alineación inexacta a nanoescala en plásticos ha restringido la demostración de nanotransistores flexibles y su interconexión a gran escala para aplicaciones LSI in vivo, como la unidad de proceso principal (MPU), memoria de alta densidad y comunicación inalámbrica. El equipo del profesor Lee demostró previamente una memoria flexible completamente funcional utilizando membranas de silicio ultrafinas (Nano Letters, Matriz de memoria Memristive flexible en sustratos de plástico), sin embargo, su nivel de integración y tamaño de transistor (por encima de la escala de micrones) tienen aplicaciones funcionales limitadas para la electrónica de consumo flexible.

El equipo del profesor Keon Jae Lee fabricó circuitos integrados de radiofrecuencia (RFIC) interconectados con mil nano-transistores en una oblea de silicio mediante un proceso CMOS de última generación, y luego eliminaron todo el sustrato inferior excepto la capa superior de circuito activo de 100 nm mediante grabado químico húmedo. Los interruptores de RF flexibles para la comunicación inalámbrica se encapsularon monolíticamente con polímeros de cristal líquido (LCP) biocompatibles para aplicaciones biomédicas in vivo. Finalmente, implantaron las RFIC encapsuladas con LCP en ratas vivas para demostrar el funcionamiento estable de dispositivos flexibles en circunstancias in vivo.

El profesor Lee dijo:"Este trabajo podría proporcionar un enfoque de LSI flexible para un sistema de retina artificial ideal y otros dispositivos biomédicos. Además, el resultado representa una tecnología emocionante con un gran potencial para realizar productos electrónicos de consumo totalmente flexibles, como el procesador de aplicaciones (AP) para el sistema operativo móvil, memoria de alta capacidad, y comunicación inalámbrica en un futuro próximo ".

Este resultado se publicó en la edición en línea de mayo de la revista American Chemical Society, ACS Nano (RFIC flexibles in vivo encapsulados monolíticamente con LCP). Actualmente se dedican a la comercialización de esfuerzos de impresión rollo a rollo de LSI flexible en sustratos de plástico de gran superficie.