Imec, маркази тадқиқотӣ ва инноватсионии Белгия, аввалин дастгоҳҳои функсионалии GaAs-ро дар асоси транзистори биполярии гетероҷунбӣ (HBT) дар 300 мм Si ва дастгоҳҳои CMOS мувофиқи GaN-ро дар 200 мм Si барои барномаҳои мм-мавҷ пешниҳод кард.
Натиҷаҳо потенсиали ҳам III-V-on-Si ва ҳам GaN-on-Si-ро ҳамчун технологияҳои мувофиқи CMOS барои фаъол кардани модулҳои пешрафтаи RF барои берун аз барномаҳои 5G нишон медиҳанд.Онҳо дар конфронси соли гузаштаи IEDM (декабри соли 2019, Сан-Франсиско) муаррифӣ шуда буданд ва дар муаррифии калидии Imec Майкл Питерс дар бораи иртиботи истеъмолӣ берун аз фарохмаҷро дар IEEE CCNC (10-13 январи 2020, Лас Вегас) муаррифӣ карда мешаванд.
Дар иртиботи бесим, бо 5G ҳамчун насли оянда, як тела ба сӯи басомадҳои баландтари корӣ вуҷуд дорад, ки аз басомадҳои пурборшудаи зери 6 ГГц ба басомадҳои мм-мавҷ (ва берун аз он) ҳаракат мекунанд.Ҷорӣ кардани ин диапазони мавҷи мм ба инфрасохтори умумии шабакаи 5G ва дастгоҳҳои мобилӣ таъсири назаррас мерасонад.Барои хидматҳои мобилӣ ва дастрасии собит бесими (FWA), ин ба модулҳои мураккаби пешрафта табдил меёбад, ки сигналро ба мавҷгир ва аз антенна мефиристанд.
Барои қобилияти кор кардан дар басомадҳои мм-мавҷ, модулҳои пешинаи RF бояд суръати баландро (имконият додани суръати маълумот аз 10 Гбит / сония ва берун аз он) бо қувваи баланди баромад муттаҳид кунанд.Илова бар ин, татбиқи онҳо дар телефонҳои мобилӣ ба омили форма ва самаранокии қувваи онҳо талаботи баланд мегузорад.Ғайр аз 5G, ин талаботро бо модулҳои пешрафтаи муосири RF, ки маъмулан ба технологияҳои гуногун дар байни дигар HBTs дар асоси GaAs барои пурқувваткунандаи барқ таъмин мекунанд, ки дар субстратҳои хурд ва гаронбаҳои GaAs парвариш карда мешаванд, ба даст овардан мумкин нест.
Надин Коллаерт, директори барнома дар Imec мегӯяд: "Барои фаъол кардани насли ояндаи модулҳои пешрафтаи RF, берун аз 5G, Imec технологияи CMOS-и III-V-on-Si-ро меомӯзад.""Imec барои коҳиш додани арзиш ва омили форма ва имкон додани топологияҳои нави гибридии схемаҳо дар асоси ҳамбастагии ҷузъҳои пештара (ба монанди пурқувваткунанда ва коммутаторҳо) бо дигар схемаҳои CMOS (ба монанди схемаи назорат ё технологияи интиқолдиҳанда) ҷустуҷӯ мекунад. ба кор андохтан ва самаранокии кор.Imec ду масири гуногунро меомӯзад: (1) InP дар Si, ҳадафи мавҷи мм ва басомадҳои аз 100 ГГц (барномаҳои ояндаи 6G) ва (2) дастгоҳҳои GaN дар Si, ҳадаф (дар марҳилаи аввал) мавҷи мм-и поёниро ҳадаф қарор медиҳад. бандҳо ва барномаҳои муроҷиаткунанда, ки ба зичии баланди нерӯ ниёз доранд.Барои ҳарду масир, мо ҳоло аввалин дастгоҳҳои функсионалии дорои хусусиятҳои умедбахшро ба даст овардем ва мо роҳҳои беҳтар кардани басомадҳои кори онҳоро муайян кардем."
Дастгоҳҳои функсионалии GaAs/InGaP HBT, ки дар 300 мм Si парвариш карда шудаанд, ҳамчун қадами аввал дар самти фаъолсозии дастгоҳҳои InP асосёфта нишон дода шудаанд.Бо истифода аз раванди беназири муҳандисии III-V нано-ритҷи Imec (NRE) як стеки дастгоҳи бидуни нуқсон бо зичии дислокатсияи ришта аз 3x106cm-2 ба даст оварда шуд.Дастгоҳҳо нисбат ба дастгоҳҳои истинод ба таври назаррас беҳтар кор мекунанд, бо GaAs дар субстратҳои Si бо қабатҳои буфери оромшуда (SRB) сохта шудаанд.Дар қадами навбатӣ, дастгоҳҳои дорои ҳаракати баландтари InP (HBT ва HEMT) омӯхта мешаванд.
Тасвири боло равиши NRE-ро барои ҳамгироии гибридии III-V/CMOS дар 300 мм Si нишон медиҳад: (а) ташаккули нано-ханақ;нуксонхо дар минтацаи хандакхои танг баста мешаванд;(б) афзоиши стек HBT бо истифода аз NRE ва (в) вариантҳои гуногуни тарҳрезӣ барои ҳамгироии дастгоҳи HBT.
Ғайр аз он, дастгоҳҳои ба CMOS-мувофиқ GaN/AlGaN дар 200мм Si бо муқоисаи се меъмории гуногуни дастгоҳ - HEMTs, MOSFETs ва MISHEMTs сохта шудаанд.Нишон дода шуд, ки дастгоҳҳои MISHEMT аз ҷиҳати миқёспазирии дастгоҳ ва иҷрои садо барои кори басомади баланд аз дигар намуди дастгоҳҳо бартарӣ доранд.Барои дарозии дарвозаҳои 300 нм, басомадҳои қатъии қуллаи fT/fmax тақрибан 50/40 ба даст оварда шуданд, ки ин ба дастгоҳҳои гузоришшудаи GaN-on-SiC мувофиқ аст.Ба ғайр аз миқёси минбаъдаи дарозии дарвоза, натиҷаҳои аввал бо AlInN ҳамчун маводи монеа нишон медиҳанд, ки потенсиали боз ҳам беҳтар кардани кор ва аз ин рӯ, басомади кори дастгоҳро ба басомадҳои мавҷи мм зарурӣ афзоиш медиҳад.
Вакти мактубдо: 23-03-21