Imec-ը` բելգիական հետազոտությունների և նորարարության կենտրոնը, ներկայացրել է GaAs-ի վրա հիմնված հետերոճանցման երկբևեռ տրանզիստորների (HBT) առաջին ֆունկցիոնալ սարքերը 300 մմ Si-ի վրա, և CMOS-ին համատեղելի GaN-ի վրա հիմնված սարքերը 200 մմ Si-ի վրա` մմ-ալիքների կիրառման համար:
Արդյունքները ցույց են տալիս և՛ III-V-on-Si-ի, և՛ GaN-on-Si-ի ներուժը՝ որպես CMOS-ի հետ համատեղելի տեխնոլոգիաներ՝ 5G-ից դուրս ՌԴ մոդուլները միացնելու համար:Դրանք ներկայացվել են անցյալ տարվա IEDM կոնֆերանսում (2019թ. դեկտեմբեր, Սան Ֆրանցիսկո) և կներկայացվեն Imec-ի Michael Peeters-ի հիմնական շնորհանդեսում լայնաշերտ կապից դուրս սպառողական հաղորդակցության մասին IEEE CCNC-ում (10-13 հունվարի 2020թ., Լաս Վեգաս):
Անլար կապի մեջ, երբ 5G-ը որպես հաջորդ սերունդ, մղվում է դեպի ավելի բարձր գործառնական հաճախականություններ, որոնք գերբեռնված ենթա6ԳՀց տիրույթներից շարժվում են դեպի մմ-ալիքային գոտիներ (և դրանից ավելի):Այս մմ-ալիքների տիրույթների ներդրումը զգալի ազդեցություն ունի 5G ցանցի ընդհանուր ենթակառուցվածքի և շարժական սարքերի վրա:Բջջային ծառայությունների և ֆիքսված անլար մուտքի (FWA) համար սա վերածվում է ավելի բարդ առջևի մոդուլների, որոնք ազդանշան են ուղարկում ալեհավաքից և դեպի ալեհավաք:
Որպեսզի կարողանան աշխատել մմ-ալիքային հաճախականություններով, ՌԴ ճակատային մոդուլները պետք է համատեղեն բարձր արագությունը (հնարավորություն է տալիս տվյալների փոխանցման արագությունը 10 Գբիտ/վրկ և ավելի) բարձր ելքային հզորության հետ:Բացի այդ, բջջային հեռախոսներում դրանց ներդրումը մեծ պահանջներ է դնում դրանց ձևի գործոնի և էներգիայի արդյունավետության վրա:Բացի 5G-ից, այս պահանջներն այլևս չեն կարող իրականացվել այսօրվա ամենաառաջադեմ ՌԴ առջևի մոդուլներով, որոնք սովորաբար հիմնվում են մի շարք տարբեր տեխնոլոգիաների վրա, ի թիվս այլոց՝ GaAs-ի վրա հիմնված HBT-ների ուժային ուժեղացուցիչների համար, որոնք աճեցված են փոքր և թանկ GaAs ենթաշերտերի վրա:
«Հաջորդ սերնդի ՌԴ ճակատային մոդուլները 5G-ից դուրս միացնելու համար Imec-ն ուսումնասիրում է CMOS-ին համատեղելի III-V-on-Si տեխնոլոգիան», - ասում է Imec-ի ծրագրերի տնօրեն Նադին Քոլաերտը:«Imec-ը դիտարկում է առջևի բաղադրիչների (օրինակ՝ ուժային ուժեղացուցիչներն ու անջատիչները) համատեղ ինտեգրումը CMOS-ի վրա հիմնված այլ սխեմաների հետ (օրինակ՝ կառավարման սխեմաները կամ հաղորդիչի տեխնոլոգիան), ծախսերը և ձևի գործակիցը նվազեցնելու և նոր հիբրիդային սխեմաների տոպոլոգիաներ ստեղծելու համար: արդյունավետությանն ու արդյունավետությանը անդրադառնալու համար:Imec-ն ուսումնասիրում է երկու տարբեր երթուղիներ՝ (1) InP-ը Si-ում, թիրախավորելով մմ-ալիքը և 100 ԳՀց-ից բարձր հաճախականությունները (ապագա 6G հավելվածներ) և (2) GaN-ի վրա հիմնված սարքերը Si-ում, թիրախավորելով (առաջին փուլում) ստորին մմ-ալիքը։ տիրույթներ և բարձր հզորության խտության կարիք ունեցող հավելվածների հասցեագրում:Երկու երթուղիների համար մենք այժմ ձեռք ենք բերել առաջին ֆունկցիոնալ սարքերը խոստումնալից կատարողական բնութագրերով, և մենք հայտնաբերել ենք դրանց գործառնական հաճախականությունների հետագա բարելավման ուղիները»:
300 մմ Si-ի վրա աճեցված ֆունկցիոնալ GaAs/InGaP HBT սարքերը ցուցադրվել են որպես InP-ի վրա հիմնված սարքերի միացման առաջին քայլ:Անթերի սարքի կույտ՝ 3x106սմ-2-ից ցածր թելերի տեղահանման խտությամբ, ստացվել է Imec-ի եզակի III-V նանո լեռնաշղթայի ինժեներական (NRE) գործընթացի միջոցով:Սարքերը զգալիորեն ավելի լավ են աշխատում, քան տեղեկատու սարքերը, GaAs-ով, որոնք պատրաստված են Si substrates-ի վրա՝ լարվածության հանգստացնող բուֆերային (SRB) շերտերով:Հաջորդ քայլում կուսումնասիրվեն ավելի բարձր շարժունակությամբ InP-ի վրա հիմնված սարքերը (HBT և HEMT):
Վերևի նկարը ցույց է տալիս NRE մոտեցումը հիբրիդային III-V/CMOS ինտեգրման համար 300 մմ Si-ի վրա. ա) նանո-խրամուղիների ձևավորում;թերությունները թակարդված են նեղ խրամատային շրջանում.(բ) HBT կույտի աճ՝ օգտագործելով NRE և (գ) HBT սարքի ինտեգրման տարբեր դասավորության տարբերակներ:
Ավելին, CMOS-ով համատեղելի GaN/AlGaN-ի վրա հիմնված սարքերը 200 մմ Si-ի վրա արտադրվել են՝ համեմատելով սարքերի երեք տարբեր ճարտարապետություններ՝ HEMT, MOSFET և MISHEMT:Ցույց է տրվել, որ MISHEMT սարքերը գերազանցում են սարքերի այլ տեսակներին՝ սարքի մասշտաբայնության և աղմուկի կատարման առումով բարձր հաճախականությամբ աշխատանքի համար:fT/fmax-ի գագաթնակետային հաճախականությունները՝ մոտ 50/40, ստացվել են 300 նմ դարպասի երկարությունների համար, ինչը համահունչ է հաղորդված GaN-on-SiC սարքերին:Դարպասի երկարության հետագա մասշտաբից բացի, AlInN-ի առաջին արդյունքները որպես խոչընդոտ նյութ ցույց են տալիս արդյունավետությունը հետագա բարելավման ներուժը և, հետևաբար, սարքի գործառնական հաճախականությունը մինչև մմ-ալիքների պահանջվող տիրույթները:
Գրառման ժամը՝ 23-03-21