Imec, hub panalungtikan sareng inovasi Belgian, parantos nampilkeun alat transistor bipolar bipolar (HBT) berbasis GaAs fungsional munggaran dina 300mm Si, sareng alat basis GaN anu cocog sareng CMOS dina 200mm Si pikeun aplikasi gelombang mm.
Hasilna nunjukkeun poténsi duanana III-V-on-Si sareng GaN-on-Si salaku téknologi anu cocog sareng CMOS pikeun ngaktipkeun modul hareup-tungtung RF pikeun saluareun aplikasi 5G.Aranjeunna dibere dina konperénsi IEDM taun ka tukang (Désémber 2019, San Fransisco) sareng bakal diulas dina presentasi keynote of Iec's Michael Peeters ngeunaan komunikasi konsumen saluareun broadband di IEEE CCNC (10-13 Jan 2020, Las Vegas).
Dina komunikasi nirkabel, kalayan 5G salaku generasi saterusna, aya dorongan ka arah frékuénsi operasi nu leuwih luhur, pindah ti pita sub-6GHz congested ka arah pita mm-gelombang (jeung saluareun).Perkenalan pita gelombang mm ieu gaduh dampak anu signifikan dina infrastruktur jaringan 5G sareng alat sélulér.Pikeun jasa sélulér sareng Aksés Nirkabel Maneuh (FWA), ieu ditarjamahkeun kana modul hareup-tungtung anu beuki kompleks anu ngirimkeun sinyal ka sareng ti anteneu.
Pikeun bisa beroperasi dina frékuénsi mm-gelombang, RF hareup-tungtung modul kudu ngagabungkeun speed tinggi (ngaktifkeun data-rate of 10Gbps tur saluareun) kalawan kakuatan kaluaran tinggi.Salaku tambahan, palaksanaanna dina héndsét sélulér nempatkeun tungtutan anu luhur pikeun faktor wujud sareng efisiensi kakuatan.Saluareun 5G, sarat ieu moal tiasa dihontal deui sareng modul hareup-tungtung RF anu paling canggih ayeuna anu biasana ngandelkeun sababaraha téknologi anu béda-béda diantarana HBT berbasis GaAs pikeun amplifier kakuatan - tumbuh dina substrat GaAs anu alit sareng mahal.
"Pikeun ngaktifkeun modul hareup-tungtung RF generasi saterusna saluareun 5G, Imec explores CMOS-cocog téhnologi III-V-on-Si", nyebutkeun Nadine Collaert, diréktur program di Imec."Imec milarian ko-integrasi komponén hareup-tungtung (sapertos power amplifier sareng saklar) sareng sirkuit berbasis CMOS sanés (sapertos sirkuit kontrol atanapi téknologi transceiver), pikeun ngirangan biaya sareng faktor bentuk, sareng ngamungkinkeun topologi sirkuit hibrid anyar. pikeun alamat kinerja sarta efisiensi.Imec ngajalajah dua rute anu béda: (1) InP on Si, nargétkeun gelombang mm sareng frékuénsi saluhureun 100GHz (aplikasi 6G kahareup) sareng (2) Alat dumasar GaN dina Si, nargétkeun (dina fase kahiji) gelombang mm handap. pita sarta alamat aplikasi merlukeun kapadetan kakuatan tinggi.Pikeun duanana rute, kami ayeuna parantos kéngingkeun alat anu fungsina munggaran kalayan ciri kinerja anu ngajangjikeun, sareng kami ngaidentifikasi cara pikeun ningkatkeun frékuénsi operasina.
Alat GaAs / InGaP HBT anu digedékeun dina 300mm Si parantos ditingalikeun salaku léngkah munggaran pikeun ngaktifkeun alat dumasar-InP.Tumpukan alat anu henteu cacad kalayan kapadetan dislokasi benang 3x106cm-2 handap dicandak ku ngagunakeun prosés rékayasa nano-ridge (NRE) III-V unik Imec.Alat-alatna langkung saé tibatan alat rujukan, kalayan GaAs didamel dina substrat Si kalayan lapisan panyangga santai (SRB).Dina lengkah satuluyna, alat-alat basis InP-mobilitas luhur (HBT sareng HEMT) bakal digali.
gambar di luhur nembongkeun pendekatan NRE pikeun hibrid III-V / integrasi CMOS on 300mm Si: (a) formasi nano-lombang;defects anu trapped di wewengkon lombang sempit;(b) pertumbuhan tumpukan HBT maké NRE na (c) pilihan perenah béda pikeun integrasi alat HBT.
Sumawona, alat basis GaN / AlGaN anu cocog sareng CMOS dina 200mm Si parantos didamel ngabandingkeun tilu arsitéktur alat anu béda - HEMT, MOSFET sareng MISHEMT.Ditingalikeun yén alat-alat MISHEMT langkung unggul tina jinis alat anu sanés dina hal skalabilitas alat sareng kinerja sora pikeun operasi frekuensi tinggi.Frékuénsi cut-off puncak fT / fmax sakitar 50/40 dicandak pikeun panjang gerbang 300nm, anu saluyu sareng alat GaN-on-SiC anu dilaporkeun.Di sagigireun skala panjang Gerbang salajengna, hasil munggaran kalayan AlInN salaku bahan panghalang némbongkeun potensi jang meberkeun ngaronjatkeun kinerja, sarta ku kituna, ningkatkeun frékuénsi operasi alat ka pita mm-gelombang diperlukeun.
waktos pos: 23-03-21