பெல்ஜிய ஆராய்ச்சி மற்றும் கண்டுபிடிப்பு மையமான Imec, 300mm Si இல் முதல் செயல்பாட்டு GaAs-அடிப்படையிலான ஹெட்டோரோஜங்ஷன் பைபோலார் டிரான்சிஸ்டர் (HBT) சாதனங்களையும், mm-அலை பயன்பாடுகளுக்காக CMOS-இணக்கமான GaN-அடிப்படையிலான சாதனங்களை 200mm Si இல் வழங்கியுள்ளது.
முடிவுகள் III-V-on-Si மற்றும் GaN-on-Si ஆகிய இரண்டின் திறனையும் CMOS-இணக்கமான தொழில்நுட்பங்களாக 5G பயன்பாடுகளுக்கு அப்பால் RF முன்-இறுதி தொகுதிகளை இயக்குவதற்கான திறனை நிரூபிக்கின்றன.அவை கடந்த ஆண்டு IEDM மாநாட்டில் (டிசம்பர் 2019, சான் பிரான்சிஸ்கோ) வழங்கப்பட்டன, மேலும் IEEE CCNC இல் (10-13 ஜனவரி 2020, லாஸ் வேகாஸ்) பிராட்பேண்டிற்கு அப்பாற்பட்ட நுகர்வோர் தொடர்பு பற்றிய Imec இன் மைக்கேல் பீட்டர்ஸின் முக்கிய விளக்கக்காட்சியில் இடம்பெறும்.
வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளில், அடுத்த தலைமுறையாக 5G உடன், அதிக இயக்க அதிர்வெண்களை நோக்கி உந்துதல் உள்ளது, நெரிசலான துணை-6GHz பட்டைகளிலிருந்து mm-அலை பட்டைகள் (மற்றும் அதற்கு அப்பால்) நோக்கி நகர்கிறது.இந்த mm-வேவ் பேண்டுகளின் அறிமுகம் ஒட்டுமொத்த 5G நெட்வொர்க் உள்கட்டமைப்பு மற்றும் மொபைல் சாதனங்களில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.மொபைல் சேவைகள் மற்றும் நிலையான வயர்லெஸ் அணுகல் (FWA), இது பெருகிய முறையில் சிக்கலான முன்-இறுதி தொகுதிகளாக மொழிபெயர்க்கிறது, அவை ஆண்டெனாவிற்கும் சிக்னலை அனுப்பும்.
mm-அலை அதிர்வெண்களில் செயல்பட, RF முன்-இறுதி தொகுதிகள் அதிக வேகத்தை (10Gbps மற்றும் அதற்கு அப்பால் தரவு-விகிதங்களை இயக்கும்) அதிக வெளியீட்டு சக்தியுடன் இணைக்க வேண்டும்.கூடுதலாக, மொபைல் கைபேசிகளில் அவை செயல்படுத்தப்படுவது அவற்றின் வடிவ காரணி மற்றும் ஆற்றல் திறன் ஆகியவற்றில் அதிக கோரிக்கைகளை வைக்கிறது.5Gக்கு அப்பால், சிறிய மற்றும் விலையுயர்ந்த GaAs அடி மூலக்கூறுகளில் வளர்க்கப்படும் ஆற்றல் பெருக்கிகளுக்கான GaAs-அடிப்படையிலான HBTகளில் பொதுவாக பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களை நம்பியிருக்கும் இன்றைய மிகவும் மேம்பட்ட RF முன்-இறுதி தொகுதிகள் மூலம் இந்தத் தேவைகளை இனி அடைய முடியாது.
"5Gக்கு அப்பால் அடுத்த தலைமுறை RF முன்-இறுதி தொகுதிகளை இயக்க, Imec CMOS-இணக்கமான III-V-on-Si தொழில்நுட்பத்தை ஆராய்கிறது" என்று Imec இன் திட்ட இயக்குனர் Nadine Collaert கூறுகிறார்."Imec ஆனது செலவு மற்றும் படிவக் காரணிகளைக் குறைப்பதற்கும், புதிய கலப்பின சர்க்யூட் டோபாலஜிகளை செயல்படுத்துவதற்கும், மற்ற CMOS-சார்ந்த சுற்றுகளுடன் (கட்டுப்பாட்டு சுற்று அல்லது டிரான்ஸ்ஸீவர் தொழில்நுட்பம் போன்றவை) முன்-இறுதிக் கூறுகளை (பவர் பெருக்கிகள் மற்றும் சுவிட்சுகள் போன்றவை) இணை-இணைப்பைப் பார்க்கிறது. செயல்திறன் மற்றும் செயல்திறனை நிவர்த்தி செய்ய.Imec இரண்டு வெவ்வேறு வழிகளை ஆராய்ந்து வருகிறது: (1) Si இல் InP, 100GHz க்கு மேல் mm-அலை மற்றும் அதிர்வெண்களைக் குறிவைத்தல் (எதிர்கால 6G பயன்பாடுகள்) மற்றும் (2) Si இல் GaN-அடிப்படையிலான சாதனங்கள், இலக்கு (முதல் கட்டத்தில்) குறைந்த mm-அலை பட்டைகள் மற்றும் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு தீர்வு.இரண்டு வழிகளுக்கும், நம்பிக்கைக்குரிய செயல்திறன் பண்புகளுடன் கூடிய முதல் செயல்பாட்டு சாதனங்களைப் பெற்றுள்ளோம், மேலும் அவற்றின் இயக்க அதிர்வெண்களை மேலும் மேம்படுத்துவதற்கான வழிகளைக் கண்டறிந்துள்ளோம்.
300mm Si இல் வளர்க்கப்பட்ட செயல்பாட்டு GaAs/InGaP HBT சாதனங்கள் InP-அடிப்படையிலான சாதனங்களை இயக்குவதற்கான முதல் படியாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது.Imec இன் தனித்துவமான III-V நானோ-ரிட்ஜ் இன்ஜினியரிங் (NRE) செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி 3x106cm-2 த்ரெடிங் இடப்பெயர்வு அடர்த்திக்குக் குறைவான குறைபாடு இல்லாத சாதன அடுக்கு பெறப்பட்டது.சாதனங்கள் குறிப்பு சாதனங்களை விட கணிசமாக சிறப்பாக செயல்படுகின்றன, GaAக்கள் Si அடி மூலக்கூறுகளில் ஸ்ட்ரெய்ன் ரிலாக்ஸ்டு பஃபர் (SRB) அடுக்குகளுடன் புனையப்பட்டது.அடுத்த கட்டத்தில், அதிக இயக்கம் உள்ள InP அடிப்படையிலான சாதனங்கள் (HBT மற்றும் HEMT) ஆராயப்படும்.
மேலே உள்ள படம் 300mm Si இல் கலப்பின III-V/CMOS ஒருங்கிணைப்புக்கான NRE அணுகுமுறையைக் காட்டுகிறது: (அ) நானோ-டிரெஞ்ச் உருவாக்கம்;குறைபாடுகள் குறுகிய அகழி பகுதியில் சிக்கியுள்ளன;(b) NRE ஐப் பயன்படுத்தி HBT ஸ்டாக் வளர்ச்சி மற்றும் (c) HBT சாதன ஒருங்கிணைப்புக்கான வெவ்வேறு தளவமைப்பு விருப்பங்கள்.
மேலும், 200mm Si இல் CMOS-இணக்கமான GaN/AlGaN-அடிப்படையிலான சாதனங்கள், HEMTகள், MOSFETகள் மற்றும் MISHEMTகள் ஆகிய மூன்று வெவ்வேறு சாதன கட்டமைப்புகளை ஒப்பிட்டுப் புனையப்பட்டுள்ளன.அதிக அதிர்வெண் செயல்பாட்டிற்கான சாதன அளவிடுதல் மற்றும் இரைச்சல் செயல்திறன் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் MISHEMT சாதனங்கள் மற்ற சாதன வகைகளை விட சிறப்பாக செயல்படுகின்றன என்று காட்டப்பட்டது.300nm கேட் நீளத்திற்கு சுமார் 50/40 fT/fmax இன் உச்ச கட்-ஆஃப் அதிர்வெண்கள் பெறப்பட்டன, இது அறிவிக்கப்பட்ட GaN-on-SiC சாதனங்களுக்கு ஏற்ப உள்ளது.மேலும் கேட் லென்த் ஸ்கேலிங் தவிர, AlInN ஒரு தடுப்புப் பொருளாகக் கொண்ட முதல் முடிவுகள் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தும் திறனைக் காட்டுகின்றன, எனவே, சாதனத்தின் இயக்க அதிர்வெண்ணை தேவையான mm-அலை பட்டைகளுக்கு அதிகரிக்கின்றன.
இடுகை நேரம்: 23-03-21