Tá Imec, mol taighde agus nuálaíochta na Beilge, tar éis na chéad ghaireas feidhmiúla heterojunction dépolar transistor (HBT) atá bunaithe ar GaAs a chur i láthair ar 300mm Si, agus gléasanna GaN-comhoiriúnach le CMOS ar 200mm Si le haghaidh feidhmchláir mm-tonn.
Léiríonn na torthaí an cumas atá ag III-V-on-Si agus GaN-on-Si araon mar theicneolaíochtaí atá comhoiriúnach le CMOS chun modúil tosaigh RF a chumasú le haghaidh níos faide ná feidhmchláir 5G.Cuireadh i láthair iad ag comhdháil IEDM na bliana seo caite (Nollaig 2019, San Francisco) agus beidh siad le feiceáil i bpríomhláithreoireacht de chuid Michael Peeters de chuid Imec faoi chumarsáid tomhaltóirí lasmuigh den leathanbhanda ag IEEE CCNC (10-13 Eanáir 2020, Las Vegas).
I gcumarsáid gan sreang, le 5G mar an chéad ghlúin eile, tá brú i dtreo minicíochtaí oibriúcháin níos airde, ag bogadh ó na bannaí fo-6GHz plódaithe i dtreo bannaí mm-tonn (agus níos faide anonn).Tá tionchar suntasach ag tabhairt isteach na mbannaí mm-tonn seo ar bhonneagar iomlán an ghréasáin 5G agus ar na gléasanna soghluaiste.Maidir le seirbhísí soghluaiste agus Rochtain Gan Sreang Seasta (FWA), aistríonn sé seo go modúil ceann tosaigh atá ag éirí níos casta agus a sheolann an comhartha chuig agus ón aeróg.
Chun a bheith in ann oibriú ag minicíochtaí mm-tonn, beidh ar na modúil deireadh tosaigh RF ardluais (rátaí sonraí 10Gbps agus níos faide a chumasú) a chomhcheangal le cumhacht aschuir ard.Ina theannta sin, cuireann a gcur i bhfeidhm i sásanna láimhe soghluaiste ard-éilimh ar a bhfachtóir foirme agus ar a n-éifeachtúlacht cumhachta.Taobh amuigh de 5G, ní féidir na ceanglais seo a bhaint amach a thuilleadh leis na modúil tosaigh RF is airde sa lá atá inniu ann a bhíonn ag brath go hiondúil ar theicneolaíochtaí éagsúla i measc HBTanna eile atá bunaithe ar GaAs le haghaidh aimplitheoirí cumhachta - arna bhfás ar fhoshraitheanna GaAs beaga agus costasacha.
“Chun na modúil tosaigh RF den chéad ghlúin eile a chumasú thar 5G, déanann Imec iniúchadh ar theicneolaíocht III-V-on-Si atá comhoiriúnach le CMOS”, a deir Nadine Collaert, stiúrthóir cláir ag Imec.“Tá Imec ag féachaint isteach i gcomhtháthú na gcomhpháirteanna tosaigh (cosúil le aimplitheoirí cumhachta agus lasca) le ciorcaid eile atá bunaithe ar CMOS (cosúil le ciorcaid rialaithe nó teicneolaíocht trasghlacadóir), chun costas agus fachtóir foirme a laghdú, agus chun topologí nua ciorcad hibrideach a chumasú. chun aghaidh a thabhairt ar fheidhmíocht agus éifeachtúlacht.Tá dhá bhealach dhifriúla á n-iniúchadh ag Imec: (1) InP ar Si, ag díriú ar mm-tonn agus minicíochtaí os cionn 100GHz (feidhmchláir 6G amach anseo) agus (2) feistí GaN-bhunaithe ar Si, ag díriú (i gcéad chéim) ar an mm-tonn níos ísle. bandaí agus aghaidh a thabhairt ar iarratais a bhfuil dlúis ardchumhachta ag teastáil uathu.Don dá bhealach, tá céad ghléasanna feidhmiúla faighte againn anois le tréithe feidhmíochta a bhfuil gealladh fúthu, agus d’aithníomar bealaí chun a gcuid minicíochtaí oibriúcháin a fheabhsú tuilleadh.”
Léiríodh gléasanna GaAs Feidhme/InGaP HBT a fhástar ar 300mm Si mar chéad chéim i dtreo chumasú gléasanna atá bunaithe ar InP.Fuarthas cruach gléas gan locht le dlús díláithrithe snáithe faoi bhun 3x106cm-2 trí úsáid a bhaint as próiseas innealtóireachta nana-iomaire III-V uathúil Imec (NRE).Feidhmíonn na gléasanna i bhfad níos fearr ná gléasanna tagartha, le GaAs déanta ar fhoshraitheanna Si le sraitheanna maoláin faoi strus (SRB).Ar an gcéad chéim eile, déanfar iniúchadh ar fheistí atá bunaithe ar shoghluaisteacht níos airde (HBT agus HEMT).
Taispeánann an íomhá thuas cur chuige an NRE maidir le comhtháthú hibrideach III-V/CMOS ar 300mm Si: (a) foirmiú nana-trench;tá lochtanna gafa sa réigiún trinse caol;(b) fás stoic HBT ag baint úsáide as NRE agus (c) roghanna leagan amach éagsúla le haghaidh comhtháthú feistí HBT.
Ina theannta sin, tá gléasanna bunaithe ar GaN/AlGaN atá comhoiriúnach le CMOS ar 200mm Si déanta i gcomparáid le trí ailtireacht gléasanna éagsúla - HEMTanna, MOSFETanna agus MISHEMTanna.Léiríodh go sáraíonn feistí MISHEMT na cineálacha gléasanna eile i dtéarmaí inscálaitheacht gléas agus feidhmíocht torainn le haghaidh oibríocht ard-minicíochta.Fuarthas buaicmhinicíochtaí scoite de fT/fmax thart ar 50/40 le haghaidh faid geata 300nm, atá ar aon dul leis na gléasanna GaN-on-SiC a tuairiscíodh.Chomh maith le scálú breise ar fhad an gheata, léiríonn na chéad torthaí le AlInN mar ábhar bacainn an cumas chun an fheidhmíocht a fheabhsú tuilleadh, agus mar sin, minicíocht oibriúcháin an fheiste a mhéadú go dtí na bandaí mm-tonn atá ag teastáil.
Am postála: 23-03-21