Imec, बेल्जियमको अनुसन्धान र नवाचार हबले पहिलो कार्यात्मक GaAs-आधारित heterojunction द्विध्रुवी ट्रान्जिस्टर (HBT) यन्त्रहरू 300mm Si मा, र CMOS-कम्प्याटिबल GaN-आधारित यन्त्रहरू 200mm Si मा मिमी-वेभ अनुप्रयोगहरूको लागि प्रस्तुत गरेको छ।
परिणामहरूले III-V-on-Si र GaN-on-Si दुवैको सम्भाव्यतालाई CMOS-कम्प्याटिबल टेक्नोलोजीहरूको रूपमा RF फ्रन्ट-एन्ड मोड्युलहरू 5G अनुप्रयोगहरूभन्दा बाहिरका लागि सक्षम पार्ने क्षमता देखाउँछन्।तिनीहरू गत वर्षको IEDM सम्मेलन (डिसेम्बर 2019, सान फ्रान्सिस्को) मा प्रस्तुत गरिएको थियो र IEEE CCNC (10-13 जनवरी 2020, लास भेगास) मा ब्रॉडब्यान्ड बाहिर उपभोक्ता संचारको बारेमा Imec माइकल पीटर्सको मुख्य प्रस्तुतिमा चित्रित गरिनेछ।
वायरलेस कम्युनिकेसनमा, अर्को पुस्ताको रूपमा 5G सँग, त्यहाँ उच्च अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सीहरू तर्फ धकेलिएको छ, भिडभाड भएको सब-6GHz ब्यान्डहरूबाट एमएम-वेभ ब्यान्डहरू (र पछाडि) तिर सर्दै।यी एमएम-वेभ ब्यान्डहरूको परिचयले समग्र 5G नेटवर्क पूर्वाधार र मोबाइल उपकरणहरूमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पारेको छ।मोबाइल सेवाहरू र फिक्स्ड वायरलेस पहुँच (FWA) को लागि, यसले एन्टेनामा र बाट सिग्नल पठाउने बढ्दो जटिल फ्रन्ट-एन्ड मोड्युलहरूमा अनुवाद गर्दछ।
एमएम-वेभ फ्रिक्वेन्सीहरूमा काम गर्न सक्षम हुनको लागि, आरएफ फ्रन्ट-एन्ड मोड्युलहरूले उच्च गति (१०Gbps र त्यसभन्दा माथिको डाटा-दरहरू सक्षम गर्दै) उच्च आउटपुट पावरको साथ संयोजन गर्नुपर्नेछ।थप रूपमा, मोबाइल ह्यान्डसेटहरूमा तिनीहरूको कार्यान्वयनले तिनीहरूको फारम कारक र शक्ति दक्षतामा उच्च माग राख्छ।5G बाहेक, यी आवश्यकताहरू आजको सबैभन्दा उन्नत RF फ्रन्ट-एन्ड मोड्युलहरूबाट प्राप्त गर्न सकिँदैन जुन सामान्यतया पावर एम्प्लीफायरहरूका लागि GaAs-आधारित HBTs - साना र महँगो GaAs सब्सट्रेटहरूमा हुर्किएका विभिन्न प्रविधिहरूमा निर्भर हुन्छन्।
"5G भन्दा परको अर्को पुस्ताको RF फ्रन्ट-एन्ड मोड्युलहरू सक्षम गर्न, Imec ले CMOS-compatible III-V-on-Si प्रविधिको अन्वेषण गर्छ", Imec का कार्यक्रम निर्देशक नादिन कोलार्ट भन्छिन्।"Imec ले लागत र फारम कारक कम गर्न, र नयाँ हाइब्रिड सर्किट टोपोलोजीहरू सक्षम गर्न अन्य CMOS- आधारित सर्किटहरू (जस्तै नियन्त्रण सर्किटरी वा ट्रान्सीभर टेक्नोलोजी) सँग फ्रन्ट-एन्ड कम्पोनेन्टहरू (जस्तै पावर एम्पलीफायरहरू र स्विचहरू) को सह-एकीकरण खोजिरहेको छ। प्रदर्शन र दक्षता सम्बोधन गर्न।Imec ले दुई फरक मार्गहरू अन्वेषण गरिरहेको छ: (१) Si मा InP, 100GHz माथिको mm-wave र फ्रिक्वेन्सीहरूलाई लक्षित गर्दै (भविष्य 6G अनुप्रयोगहरू) र (2) Si मा GaN-आधारित यन्त्रहरू, (पहिलो चरणमा) तल्लो मिमी-वेभलाई लक्षित गर्दै। ब्यान्डहरू र उच्च शक्ति घनत्वहरूको आवश्यकतामा सम्बोधन गर्ने अनुप्रयोगहरू।दुबै मार्गहरूका लागि, हामीले अब आशाजनक कार्यसम्पादन विशेषताहरूसँग पहिलो कार्यात्मक उपकरणहरू प्राप्त गरेका छौं, र हामीले तिनीहरूको अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सीहरू अझ बढाउने तरिकाहरू पहिचान गरेका छौं।"
300mm Si मा बढेका कार्यात्मक GaAs/InGaP HBT यन्त्रहरूलाई InP-आधारित यन्त्रहरू सक्षम बनाउने पहिलो चरणको रूपमा प्रदर्शन गरिएको छ।3x106cm-2 थ्रेडिङ विस्थापन घनत्व मुनिको दोष-रहित उपकरण स्ट्याक Imec को अद्वितीय III-V न्यानो-रिज इन्जिनियरिङ (NRE) प्रक्रिया प्रयोग गरेर प्राप्त गरिएको थियो।यन्त्रहरूले सन्दर्भ उपकरणहरू भन्दा धेरै राम्रो प्रदर्शन गर्दछ, GaAs स्ट्रेन रिलेक्स बफर (SRB) तहहरूसँग Si substrates मा निर्मित।अर्को चरणमा, उच्च गतिशीलता InP-आधारित उपकरणहरू (HBT र HEMT) अन्वेषण गरिनेछ।
माथिको छविले 300mm Si मा हाइब्रिड III-V/CMOS एकीकरणको लागि NRE दृष्टिकोण देखाउँछ: (a) nano-trench formation;दोषहरू साँघुरो खाडल क्षेत्रमा फसेका छन्;(b) NRE प्रयोग गरी HBT स्ट्याक वृद्धि र (c) HBT उपकरण एकीकरणका लागि विभिन्न लेआउट विकल्पहरू।
यसबाहेक, 200mm Si मा CMOS-कम्प्याटिबल GaN/AlGaN-आधारित यन्त्रहरू तीनवटा फरक-फरक यन्त्र आर्किटेक्चरहरू - HEMTs, MOSFETs र MISHEMT हरू तुलना गरेर बनाइएको छ।यो देखाइएको थियो कि MISHEMT यन्त्रहरूले उच्च-फ्रिक्वेन्सी सञ्चालनको लागि उपकरण स्केलेबिलिटी र आवाज प्रदर्शनको सन्दर्भमा अन्य उपकरण प्रकारहरू भन्दा बढी प्रदर्शन गर्दछ।50/40 वरिपरि fT/fmax को शिखर कट-अफ फ्रिक्वेन्सीहरू 300nm गेट लम्बाइका लागि प्राप्त गरियो, जुन रिपोर्ट गरिएको GaN-on-SiC उपकरणहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ।थप गेट लम्बाइ स्केलिङको अलावा, बाधा सामग्रीको रूपमा AlInN सँग पहिलो परिणामहरूले प्रदर्शनलाई अझ सुधार गर्ने सम्भाव्यता देखाउँदछ, र यसैले, आवश्यक मिमी-वेभ ब्यान्डहरूमा उपकरणको सञ्चालन आवृत्ति बढाउनुहोस्।
पोस्ट समय: 23-03-21