Imec, బెల్జియన్ రీసెర్చ్ అండ్ ఇన్నోవేషన్ హబ్, 300mm Siపై మొదటి ఫంక్షనల్ GaAs-ఆధారిత హెటెరోజంక్షన్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (HBT) పరికరాలను మరియు mm-వేవ్ అప్లికేషన్‌ల కోసం 200mm Siపై CMOS-అనుకూలమైన GaN-ఆధారిత పరికరాలను అందించింది.
ఫలితాలు III-V-on-Si మరియు GaN-on-Si రెండింటి సామర్థ్యాన్ని CMOS-అనుకూల సాంకేతికతలుగా 5G అప్లికేషన్‌లకు మించి RF ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్‌లను ఎనేబుల్ చేయడం కోసం ప్రదర్శిస్తాయి.అవి గత సంవత్సరం IEDM కాన్ఫరెన్స్ (డిసెంబర్ 2019, శాన్ ఫ్రాన్సిస్కో)లో ప్రదర్శించబడ్డాయి మరియు IEEE CCNC (10-13 జనవరి 2020, లాస్ వెగాస్)లో బ్రాడ్‌బ్యాండ్‌కు మించిన వినియోగదారు కమ్యూనికేషన్ గురించి Imec యొక్క మైఖేల్ పీటర్స్ యొక్క ముఖ్య ప్రదర్శనలో ప్రదర్శించబడతాయి.
వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో, తరువాతి తరంగా 5Gతో, అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వైపు పుష్ ఉంది, రద్దీగా ఉండే సబ్-6GHz బ్యాండ్‌ల నుండి mm-వేవ్ బ్యాండ్‌ల వైపు (మరియు అంతకు మించి) కదులుతుంది.ఈ mm-వేవ్ బ్యాండ్‌ల పరిచయం మొత్తం 5G నెట్‌వర్క్ ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్ మరియు మొబైల్ పరికరాలపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.మొబైల్ సేవలు మరియు ఫిక్స్‌డ్ వైర్‌లెస్ యాక్సెస్ (FWA) కోసం, ఇది యాంటెన్నాకు మరియు దాని నుండి సిగ్నల్‌ను పంపే సంక్లిష్టమైన ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్స్‌గా అనువదిస్తుంది.
mm-వేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద పనిచేయడానికి, RF ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్స్ అధిక అవుట్‌పుట్ పవర్‌తో హై స్పీడ్ (10Gbps మరియు అంతకంటే ఎక్కువ డేటా-రేట్లను ఎనేబుల్ చేయడం) కలపాలి.అదనంగా, మొబైల్ హ్యాండ్‌సెట్‌లలో వాటిని అమలు చేయడం వల్ల వాటి ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్ మరియు పవర్ ఎఫిషియన్సీపై అధిక డిమాండ్‌లు ఉంటాయి.5Gకి మించి, ఈ అవసరాలు నేటి అత్యంత అధునాతన RF ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్స్‌తో సాధించబడవు, ఇవి సాధారణంగా చిన్న మరియు ఖరీదైన GaAs సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై పెరిగిన పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌ల కోసం GaAs-ఆధారిత HBTల మధ్య వివిధ రకాల సాంకేతికతలపై ఆధారపడతాయి.
"5Gకి మించిన తరువాతి తరం RF ఫ్రంట్-ఎండ్ మాడ్యూల్‌లను ప్రారంభించడానికి, Imec CMOS-అనుకూలమైన III-V-on-Si టెక్నాలజీని అన్వేషిస్తుంది" అని Imec వద్ద ప్రోగ్రామ్ డైరెక్టర్ నాడిన్ కొల్లేర్ట్ చెప్పారు."Imec ఇతర CMOS-ఆధారిత సర్క్యూట్‌లతో (కంట్రోల్ సర్క్యూట్రీ లేదా ట్రాన్స్‌సీవర్ టెక్నాలజీ వంటివి) ఫ్రంట్-ఎండ్ కాంపోనెంట్‌లను (పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌లు మరియు స్విచ్‌లు వంటివి) సహ-సమగ్రతను పరిశీలిస్తోంది, ఖర్చు మరియు ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్‌ను తగ్గించడానికి మరియు కొత్త హైబ్రిడ్ సర్క్యూట్ టోపోలాజీలను ఎనేబుల్ చేస్తుంది. పనితీరు మరియు సామర్థ్యాన్ని పరిష్కరించడానికి.Imec రెండు విభిన్న మార్గాలను అన్వేషిస్తోంది: (1) Siపై InP, 100GHz కంటే ఎక్కువ mm-వేవ్ మరియు పౌనఃపున్యాలను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం (భవిష్యత్తు 6G అప్లికేషన్‌లు) మరియు (2) Siలో GaN-ఆధారిత పరికరాలు, తక్కువ mm-వేవ్‌ను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం (మొదటి దశలో) అధిక శక్తి సాంద్రతలు అవసరమయ్యే బ్యాండ్‌లు మరియు అడ్రసింగ్ అప్లికేషన్‌లు.రెండు మార్గాల కోసం, మేము ఇప్పుడు ఆశాజనక పనితీరు లక్షణాలతో మొదటి ఫంక్షనల్ పరికరాలను పొందాము మరియు వాటి ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలను మరింత మెరుగుపరచడానికి మేము మార్గాలను గుర్తించాము.
300mm Siపై పెరిగిన ఫంక్షనల్ GaAs/InGaP HBT పరికరాలు InP-ఆధారిత పరికరాలను ప్రారంభించే దిశగా మొదటి దశగా ప్రదర్శించబడ్డాయి.Imec యొక్క ప్రత్యేకమైన III-V నానో-రిడ్జ్ ఇంజనీరింగ్ (NRE) ప్రక్రియను ఉపయోగించడం ద్వారా 3x106cm-2 కంటే తక్కువ థ్రెడింగ్ డిస్‌లోకేషన్ డెన్సిటీతో లోపం లేని పరికర స్టాక్‌ను పొందారు.పరికరాలు రిఫరెన్స్ పరికరాల కంటే మెరుగ్గా పని చేస్తాయి, GaAలు స్ట్రెయిన్ రిలాక్స్డ్ బఫర్ (SRB) లేయర్‌లతో Si సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై రూపొందించబడ్డాయి.తదుపరి దశలో, అధిక మొబిలిటీ InP-ఆధారిత పరికరాలు (HBT మరియు HEMT) అన్వేషించబడతాయి.
పై చిత్రం 300mm Si పై హైబ్రిడ్ III-V/CMOS ఏకీకరణ కోసం NRE విధానాన్ని చూపుతుంది: (a) నానో-ట్రెంచ్ ఫార్మేషన్;లోపాలు ఇరుకైన కందకం ప్రాంతంలో చిక్కుకున్నాయి;(బి) NREని ఉపయోగించి HBT స్టాక్ వృద్ధి మరియు (c) HBT పరికర ఇంటిగ్రేషన్ కోసం వివిధ లేఅవుట్ ఎంపికలు.
అంతేకాకుండా, 200mm Siపై CMOS-అనుకూలమైన GaN/AlGaN-ఆధారిత పరికరాలు మూడు వేర్వేరు పరికర నిర్మాణాలను పోల్చి రూపొందించబడ్డాయి - HEMTలు, MOSFETలు మరియు MISHEMTలు.అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఆపరేషన్ కోసం పరికర స్కేలబిలిటీ మరియు నాయిస్ పనితీరు పరంగా MISHEMT పరికరాలు ఇతర పరికర రకాలను అధిగమిస్తాయని చూపబడింది.300nm గేట్ పొడవు కోసం 50/40 చుట్టూ fT/fmax యొక్క పీక్ కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు పొందబడ్డాయి, ఇది నివేదించబడిన GaN-on-SiC పరికరాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.మరింత గేట్ లెంగ్త్ స్కేలింగ్‌తో పాటు, AlInN ఒక అవరోధ పదార్థంగా మొదటి ఫలితాలు పనితీరును మరింత మెరుగుపరచగల సామర్థ్యాన్ని చూపుతాయి మరియు అందువల్ల, అవసరమైన mm-వేవ్ బ్యాండ్‌లకు పరికరం యొక్క ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని పెంచండి.
పోస్ట్ సమయం: 23-03-21