Imec, la belga esplor- kaj noviga nabo, prezentis la unuajn funkciajn GaAs-bazitajn heterojunkciajn dupolusajn transistorajn (HBT) aparatojn sur 300mm Si, kaj CMOS-kongruaj GaN-bazitaj aparatoj sur 200mm Si por mm-ondaj aplikoj.
La rezultoj montras la potencialon de kaj III-V-on-Si kaj GaN-on-Si kiel CMOS-kongruaj teknologioj por ebligi RF-antaŭajn modulojn por preter 5G-aplikoj.Ili estis prezentitaj ĉe la pasintjara IEDM-konferenco (dec 2019, San Francisco) kaj estos prezentitaj en ĉefprezento de Michael Peeters de Imec pri konsumanta komunikado preter larĝbendo ĉe IEEE CCNC (10-13 januaro 2020, Las Vegas).
En sendrata komunikado, kun 5G kiel la venonta generacio, estas puŝo al pli altaj operaciaj frekvencoj, moviĝante de la ŝtopiĝintaj sub-6GHz-grupoj al mm-ondaj grupoj (kaj pretere).La enkonduko de ĉi tiuj mm-ondaj bandoj havas signifan efikon al la totala 5G-retina infrastrukturo kaj la porteblaj aparatoj.Por moveblaj servoj kaj Fiksa Sendrata Aliro (FWA), ĉi tio tradukiĝas en ĉiam pli kompleksajn antaŭajn modulojn, kiuj sendas la signalon al kaj de la anteno.
Por povi funkcii per mm-ondaj frekvencoj, la RF-antaŭaj moduloj devos kombini altan rapidon (ebligante datumkursojn de 10Gbps kaj plie) kun alta eligo-potenco.Krome, ilia efektivigo en moveblaj telefonteniloj metas altajn postulojn sur ilia formofaktoro kaj potenco-efikeco.Preter 5G, ĉi tiuj postuloj ne plu povas esti atingitaj per la hodiaŭaj plej altnivelaj RF-antaŭaj moduloj, kiuj tipe dependas de diversaj malsamaj teknologioj inter aliaj GaAs-bazitaj HBT-oj por la potenco-amplifiloj - kreskigitaj sur malgrandaj kaj multekostaj GaAs-substratoj.
"Por ebligi la venontgeneraciajn RF-antaŭajn modulojn preter 5G, Imec esploras CMOS-kongruan III-V-on-Si-teknologion", diras Nadine Collaert, programa direktoro ĉe Imec."Imec esploras kunintegriĝon de antaŭfinaj komponantoj (kiel potenco-amplifiloj kaj ŝaltiloj) kun aliaj CMOS-bazitaj cirkvitoj (kiel kontrolcirkvito aŭ transceptorteknologio), por redukti koston kaj formfaktoron, kaj ebligi novajn hibridajn cirkvitajn topologiojn. por trakti rendimenton kaj efikecon.Imec esploras du malsamajn itinerojn: (1) InP sur Si, celante mm-ondon kaj frekvencojn super 100GHz (estontaj 6G-aplikoj) kaj (2) GaN-bazitaj aparatoj sur Si, celante (en unua fazo) la pli malaltan mm-ondon. bandoj kaj traktado de aplikoj bezonantaj altajn potencajn densecojn.Por ambaŭ itineroj, ni nun akiris unuajn funkciajn aparatojn kun promesplenaj agado-karakterizaĵoj, kaj ni identigis manierojn por plue plibonigi iliajn operaciajn frekvencojn."
Funkciaj GaAs/InGaP HBT-aparatoj kreskigitaj sur 300mm Si estis pruvitaj kiel unua paŝo al la ebligo de InP-bazitaj aparatoj.Sendifekta aparato stako kun sub 3x106cm-2 surfadena denseco estis akirita uzante la unikan III-V nano-kresta inĝenieristiko (NRE) procezo de Imec.La aparatoj rezultas konsiderinde pli bone ol referencaj aparatoj, kun GaAs fabrikita sur Si-substratoj kun streĉaj malstreĉitaj bufro (SRB) tavoloj.En sekva paŝo, aparatoj bazitaj en InP-moveblecoj (HBT kaj HEMT) estos esploritaj.
La supra bildo montras la NRE-aliron por hibrida III-V/CMOS-integriĝo sur 300mm Si: (a) nano-tranĉea formado;difektoj estas kaptitaj en la mallarĝa tranĉea regiono;(b) HBT-stako-kresko uzante NRE kaj (c) malsamajn aranĝopciojn por HBT-apara integriĝo.
Plie, CMOS-kongruaj GaN/AlGaN-bazitaj aparatoj sur 200mm Si estis fabrikitaj komparante tri malsamajn aparatarkitekturojn - HEMToj, MOSFEToj kaj MISHEMToj.Estis montrite, ke MISHEMT-aparatoj superas la aliajn aparatojn laŭ aparato-skaleblo kaj brua efikeco por altfrekvenca operacio.Pintaj fortranĉfrekvencoj de fT/fmax ĉirkaŭ 50/40 estis akiritaj por 300nm-pordeglongoj, kio konformas al raportitaj GaN-on-SiC-aparatoj.Krom plia pordlongoskalo, unuaj rezultoj kun AlInN kiel bariera materialo montras la eblecon plu plibonigi la agadon, kaj tial pliigi la operacian frekvencon de la aparato al la postulataj mm-ondaj bendoj.
Afiŝtempo: 23-03-21