Belçikanın tədqiqat və innovasiya mərkəzi olan Imec, ilk funksional GaAs əsaslı heteroqovşaqlı bipolyar tranzistor (HBT) cihazlarını 300 mm Si-də və mm-dalğa tətbiqləri üçün 200 mm Si-də CMOS-uyğun GaN əsaslı cihazları təqdim etdi.
Nəticələr həm III-V-on-Si, həm də GaN-on-Si-nin 5G tətbiqlərindən kənarda RF ön modullarını işə salmaq üçün CMOS-uyğun texnologiyalar kimi potensialını nümayiş etdirir.Onlar keçən ilki IEDM konfransında (Dekabr 2019, San-Fransisko) təqdim edildi və IEEE CCNC-də (10-13 Yanvar 2020, Las-Veqas) Imec-in Michael Peeters-in genişzolaqlı şəbəkədən kənar istehlakçı ünsiyyəti haqqında əsas təqdimatında nümayiş etdiriləcək.
Növbəti nəsil 5G ilə simsiz rabitədə tıxaclı sub-6GHz diapazonlarından mm-dalğa diapazonlarına (və ondan kənara) doğru hərəkət edərək daha yüksək əməliyyat tezliklərinə doğru təkan var.Bu mm-dalğa zolaqlarının tətbiqi ümumi 5G şəbəkə infrastrukturuna və mobil cihazlara əhəmiyyətli təsir göstərir.Mobil xidmətlər və Sabit Simsiz Giriş (FWA) üçün bu, antenaya və antenadan siqnal göndərən getdikcə daha mürəkkəb ön modullara çevrilir.
mm-dalğa tezliklərində işləyə bilmək üçün RF ön modulları yüksək sürəti (10Gbps və daha çox məlumat sürətini təmin edən) yüksək çıxış gücü ilə birləşdirməli olacaq.Bundan əlavə, onların mobil telefonlarda tətbiqi onların forma faktoruna və enerji səmərəliliyinə yüksək tələblər qoyur.5G-dən başqa, bu tələblərə, kiçik və bahalı GaAs substratlarında yetişdirilən güc gücləndiriciləri üçün GaAs əsaslı HBT-lər arasında bir sıra müxtəlif texnologiyalara əsaslanan bugünkü ən qabaqcıl RF ön modulları ilə artıq nail olmaq mümkün deyil.
Imec-in proqram direktoru Nadine Collaert deyir: “5G-dən kənar yeni nəsil RF ön modullarını işə salmaq üçün Imec CMOS-uyğun III-V-on-Si texnologiyasını araşdırır”.“Imec xərcləri və forma faktorunu azaltmaq və yeni hibrid dövrə topologiyalarına imkan yaratmaq üçün digər CMOS əsaslı sxemlərlə (məsələn, idarəetmə sxemi və ya ötürücü texnologiyası) ön hissə komponentlərinin (güc gücləndiriciləri və açarları kimi) birgə inteqrasiyasını axtarır. performans və səmərəliliyi həll etmək.Imec iki fərqli marşrutu araşdırır: (1) Si-də InP, mm-dalğa və 100GHz-dən yuxarı tezlikləri hədəfləyir (gələcək 6G tətbiqləri) və (2) Si-də GaN əsaslı cihazlar, (birinci mərhələdə) aşağı mm dalğasını hədəfləyir lentlər və yüksək güc sıxlığına ehtiyacı olan proqramların ünvanlanması.Hər iki marşrut üçün biz indi perspektivli performans xüsusiyyətlərinə malik ilk funksional cihazları əldə etdik və onların iş tezliyini daha da artırmaq yollarını müəyyən etdik”.
300 mm Si-də yetişdirilən funksional GaAs/InGaP HBT cihazları InP əsaslı cihazların işə salınması istiqamətində ilk addım kimi nümayiş etdirilib.Imec-in unikal III-V nano-silsilə mühəndisliyi (NRE) prosesindən istifadə etməklə 3x106cm-2-dən aşağı yivli dislokasiya sıxlığına malik qüsursuz cihaz yığını əldə edilmişdir.Cihazlar, gərginlikli rahat bufer (SRB) təbəqələri olan Si substratlarında hazırlanmış GaAs ilə istinad qurğularından xeyli yaxşı işləyir.Növbəti addımda daha yüksək mobillikli InP əsaslı cihazlar (HBT və HEMT) araşdırılacaq.
Yuxarıdakı şəkil 300 mm Si-də hibrid III-V/CMOS inteqrasiyası üçün NRE yanaşmasını göstərir: (a) nano-xəndək formalaşması;qüsurlar dar xəndək bölgəsində tutulur;(b) NRE-dən istifadə edərək HBT yığınının böyüməsi və (c) HBT cihaz inteqrasiyası üçün müxtəlif layout variantları.
Bundan əlavə, 200 mm Si-də CMOS-uyğun GaN/AlGaN əsaslı cihazlar üç fərqli cihaz arxitekturasını - HEMT, MOSFET və MISHEMT-ləri müqayisə edərək hazırlanmışdır.Göstərilmişdir ki, MISHEMT cihazları yüksək tezlikli işləmə üçün cihazın miqyası və səs-küy performansı baxımından digər cihaz növlərindən üstündür.50/40 ətrafında fT/fmax pik kəsmə tezlikləri 300nm qapı uzunluqları üçün əldə edilmişdir ki, bu da bildirilmiş GaN-on-SiC cihazlarına uyğundur.Qapı uzunluğunun daha da genişləndirilməsi ilə yanaşı, maneə materialı kimi AlInN ilə ilk nəticələr performansı daha da yaxşılaşdırmaq potensialını göstərir və beləliklə, cihazın işləmə tezliyini tələb olunan mm-dalğa zolaqlarına qədər artırır.
Göndərmə vaxtı: 23-03-21