Imec, hub riset lan inovasi Belgia, wis nampilake piranti transistor bipolar (HBT) heterojunction basis GaAs fungsional pisanan ing 300mm Si, lan piranti basis GaN sing kompatibel karo CMOS ing 200mm Si kanggo aplikasi gelombang mm.
Asil kasebut nuduhake potensial III-V-on-Si lan GaN-on-Si minangka teknologi sing kompatibel karo CMOS kanggo ngaktifake modul ngarep RF kanggo ngluwihi aplikasi 5G.Dheweke ditampilake ing konferensi IEDM taun kepungkur (Desember 2019, San Francisco) lan bakal ditampilake ing presentasi intine saka Imec's Michael Peeters babagan komunikasi konsumen ngluwihi broadband ing IEEE CCNC (10-13 Jan 2020, Las Vegas).
Ing komunikasi nirkabel, kanthi 5G minangka generasi sabanjure, ana dorongan menyang frekuensi operasi sing luwih dhuwur, pindhah saka pita sub-6GHz sing rame menyang pita gelombang mm (lan ngluwihi).Introduksi pita gelombang mm iki nduwe pengaruh sing signifikan marang infrastruktur jaringan 5G lan piranti seluler sakabèhé.Kanggo layanan seluler lan Akses Nirkabel Telpon (FWA), iki nerjemahake menyang modul ngarep sing saya rumit sing ngirim sinyal menyang lan saka antena.
Kanggo bisa operate ing frekuensi gelombang mm, modul ngarep mburi RF kudu nggabungake kacepetan dhuwur (ngaktifake tarif data 10Gbps lan ngluwihi) kanthi daya output dhuwur.Kajaba iku, implementasine ing handset seluler mbutuhake faktor wujud lan efisiensi daya.Ngluwihi 5G, syarat kasebut ora bisa digayuh maneh karo modul ngarep RF paling maju saiki sing biasane ngandelake macem-macem teknologi ing antarane HBT berbasis GaAs kanggo amplifier daya - ditanam ing substrat GaAs sing cilik lan larang.
"Kanggo ngaktifake modul ngarep mburi RF generasi sabanjure ngluwihi 5G, Imec njelajah teknologi CMOS-kompatibel III-V-on-Si", ngandika Nadine Collaert, direktur program ing Imec."Imec nggoleki integrasi komponen ngarep (kayata amplifier lan switch) karo sirkuit berbasis CMOS liyane (kayata sirkuit kontrol utawa teknologi transceiver), kanggo nyuda biaya lan faktor wangun, lan ngidini topologi sirkuit hibrida anyar. kanggo ngatasi kinerja lan efisiensi.Imec njelajah rong rute sing beda: (1) InP ing Si, nargetake gelombang mm lan frekuensi ing ndhuwur 100GHz (aplikasi 6G ing mangsa ngarep) lan (2) piranti basis GaN ing Si, nargetake (ing fase pisanan) gelombang mm ngisor. band lan alamat aplikasi mbutuhake Kapadhetan daya dhuwur.Kanggo loro rute kasebut, saiki kita entuk piranti fungsional pisanan kanthi karakteristik kinerja sing janjeni, lan kita nemtokake cara kanggo nambah frekuensi operasi.
Piranti GaAs/InGaP HBT fungsional sing ditanam ing 300mm Si wis dituduhake minangka langkah pisanan kanggo ngaktifake piranti adhedhasar InP.Tumpukan piranti tanpa cacat kanthi kapadhetan dislokasi threading ngisor 3x106cm-2 dipikolehi kanthi nggunakake proses teknik nano-ridge (NRE) III-V unik Imec.Piranti kasebut nindakake luwih apik tinimbang piranti referensi, kanthi GaAs digawe ing substrat Si kanthi lapisan buffer santai (SRB).Ing langkah sabanjure, piranti basis InP mobilitas sing luwih dhuwur (HBT lan HEMT) bakal ditliti.
Gambar ing ndhuwur nuduhake pendekatan NRE kanggo integrasi hibrida III-V / CMOS ing 300mm Si: (a) tatanan nano-trench;cacat kepepet ing wilayah trench sempit;(b) wutah tumpukan HBT nggunakake NRE lan (c) opsi tata letak beda kanggo integrasi piranti HBT.
Kajaba iku, piranti basis GaN / AlGaN sing kompatibel karo CMOS ing 200mm Si wis digawe mbandhingake telung arsitektur piranti sing beda - HEMT, MOSFET lan MISHEMT.Dituduhake manawa piranti MISHEMT ngluwihi jinis piranti liyane babagan skalabilitas piranti lan kinerja swara kanggo operasi frekuensi dhuwur.Frekuensi cut-off puncak fT / fmax sekitar 50/40 dipikolehi kanggo dawa gerbang 300nm, sing cocog karo piranti GaN-on-SiC sing dilaporake.Kejabi scaling dawa gapura luwih, asil pisanan karo AlInN minangka bahan alangi nuduhake potensial kanggo luwih nambah kinerja, lan Empu, nambah frekuensi operasi piranti kanggo band gelombang mm dibutuhake.
Wektu kirim: 23-03-21