Imec, Бельгиянын изилдөө жана инновация борбору, 300 мм Si боюнча GaAs негизиндеги биринчи функционалдык гетерокондук биполярдык транзисторлорду (HBT) жана мм толкун тиркемелери үчүн 200 мм Si боюнча CMOS шайкеш GaN негизиндеги түзмөктөрдү сунуштады.
Натыйжалар III-V-on-Si жана GaN-on-Si экөөнүн тең потенциалын 5G тиркемелеринен тышкары RF алдыңкы модулдарын иштетүү үчүн CMOS шайкеш технологиялар катары көрсөтөт.Алар өткөн жылдагы IEDM конференциясында (2019-жылдын декабры, Сан-Франциско) сунушталган жана Imec's Майкл Питерстин IEEE CCNCде (10-13-январь, 2020-жыл, Лас-Вегаста) кеңири тилкелүү байланыштан тышкары керектөөчүлөрдүн байланышы жөнүндө негизги презентациясында көрсөтүлөт.
Кийинки муун катары 5G менен зымсыз байланышта, толуп калган 6 ГГц диапазондорунан мм-толкун тилкелерине (жана андан тышкары) карай жылып, жогорку иш жыштыктарына карай түртүү бар.Бул мм-толкун тилкелерин киргизүү жалпы 5G тармагынын инфраструктурасына жана мобилдик түзмөктөргө олуттуу таасирин тийгизет.Мобилдик кызматтар жана Fixed Wireless Access (FWA) үчүн бул антеннага жана антеннадан сигнал жөнөтүүчү барган сайын татаалданган алдыңкы модулдарга айланат.
мм-толкун жыштыктарында иштей алуу үчүн, RF алдыңкы модулдары жогорку ылдамдыкты (10 Гбит / с жана андан ашык маалымат ылдамдыгын камсыз кылуу) жогорку чыгаруу кубаттуулугу менен айкалыштырышы керек.Мындан тышкары, аларды мобилдик телефондорго киргизүү форма факторуна жана кубаттуулуктун натыйжалуулугуна жогорку талаптарды коёт.5Gден тышкары, бул талаптарды бүгүнкү күндөгү эң өнүккөн RF алдыңкы модулдары менен аткаруу мүмкүн эмес, алар, адатта, кичинекей жана кымбат GaAs субстраттарында өстүрүлгөн күч күчөткүчтөр үчүн GaAs негизиндеги HBTs сыяктуу ар түрдүү технологияларга таянышат.
Imec программасынын директору Надин Коллаэрт: "5Gден тышкары кийинки муундагы RF алдыңкы модулдарын иштетүү үчүн Imec CMOS шайкеш III-V-on-Si технологиясын изилдейт" дейт.«Imec чыгымдарды жана форма факторун азайтуу жана жаңы гибриддик схема топологияларын иштетүү үчүн башка CMOS негизиндеги схемалар (мисалы, башкаруу схемасы же трансивер технологиясы) менен алдыңкы компоненттерди (мисалы, күч күчөткүчтөр жана өчүргүчтөр) коинтеграциялоону карап жатат. натыйжалуулугун жана натыйжалуулугун чечүү үчүн.Imec эки башка жолду изилдеп жатат: (1) Si боюнча InP, мм-толкундарды жана 100 ГГцден жогору жыштыктарды (келечектеги 6G колдонмолору) жана (2) Si боюнча GaN негизиндеги түзмөктөрдү, (биринчи фазада) төмөнкү мм-толкунду көздөйт тилкелер жана жогорку кубаттуулукка муктаж болгон тиркемелерди чечүү.Эки каттам үчүн биз перспективдүү аткаруу мүнөздөмөлөрү бар биринчи функционалдык түзүлүштөрдү алдык жана алардын иштөө жыштыгын андан ары жогорулатуунун жолдорун аныктадык.
300 мм Si боюнча өстүрүлгөн функционалдык GaAs/InGaP HBT түзмөктөрү InP негизиндеги түзүлүштөрдү иштетүүгө карай биринчи кадам катары көрсөтүлдү.Imecтин уникалдуу III-V нано-рит инженерия (NRE) процессин колдонуу менен 3x106cm-2 жиптин дислокациясынын тыгыздыгы төмөн болгон дефектсиз аппарат стек алынды.Түзмөктөр эталондук аппараттарга караганда бир топ жакшыраак иштешет, GaAs Si субстраттарында штаммды жумшартылган буфер (SRB) катмарлары менен жасалган.Кийинки кадамда, мобилдүүлүгү жогору InP негизиндеги түзмөктөр (HBT жана HEMT) изилденет.
Жогорудагы сүрөттө 300 мм Si боюнча гибриддик III-V/CMOS интеграциясы үчүн NRE мамилеси көрсөтүлгөн: (а) нано-траншея түзүү;кемчиликтер тар траншея аймагында камалып;(б) NRE аркылуу HBT стекинин өсүшү жана (с) HBT түзмөгүн интеграциялоо үчүн ар кандай жайгашуу варианттары.
Мындан тышкары, 200 мм Si боюнча CMOS шайкеш GaN/AlGaN негизиндеги аппараттар үч түрдүү түзүлүш архитектурасын - HEMTs, MOSFETs жана MISHEMTs салыштыруу менен жасалган.MISHEMT приборлору аппараттын масштабдуулугу жана жогорку жыштыктагы иштөө үчүн ызы-чуу көрсөткүчтөрү боюнча башка түзүлүштөрдүн түрлөрүнөн жогору турганы көрсөтүлгөн.300 нм дарбаза узундугу үчүн 50/40 тегерегинде fT/fmaxтин эң жогорку кесүү жыштыгы алынды, бул GaN-on-SiC түзмөктөрүнө дал келет.Дарбазанын узундугун андан ары масштабдоодон тышкары, тосмо материалы катары AlInN менен биринчи жыйынтыктар иштин мындан ары да жакшырышы мүмкүн экенин көрсөтүп турат, демек, аппараттын иштөө жыштыгын талап кылынган мм-толкун тилкелерине чейин жогорулатуу.
Билдирүү убактысы: 23-03-21