Imec, iċ-ċentru Belġjan ta 'riċerka u innovazzjoni, ippreżenta l-ewwel apparati funzjonali ta' transistor bipolari heterojunction (HBT) ibbażat fuq GaAs fuq 300mm Si, u apparati bbażati fuq GaN kompatibbli ma 'CMOS fuq 200mm Si għal applikazzjonijiet ta' mm-wave.
Ir-riżultati juru l-potenzjal kemm ta 'III-V-on-Si kif ukoll GaN-on-Si bħala teknoloġiji kompatibbli ma' CMOS biex jippermettu moduli front-end RF għal aktar minn applikazzjonijiet 5G.Ġew ippreżentati fil-konferenza IEDM tas-sena li għaddiet (Diċ 2019, San Francisco) u se jidhru fi preżentazzjoni ewlenija ta 'Michael Peeters ta' Imec dwar il-komunikazzjoni tal-konsumatur lil hinn mill-broadband f'IEEE CCNC (10-13 ta 'Jannar 2020, Las Vegas).
Fil-komunikazzjoni mingħajr fili, bil-5G bħala l-ġenerazzjoni li jmiss, hemm spinta lejn frekwenzi operattivi ogħla, li jimxu mill-meded konġestjonati ta 'sotto-6GHz lejn meded ta' mm-wave (u lil hinn).L-introduzzjoni ta 'dawn il-meded ta' mm-wave għandha impatt sinifikanti fuq l-infrastruttura ġenerali tan-netwerk 5G u l-apparat mobbli.Għas-servizzi mobbli u l-Aċċess Wireless Fiss (FWA), dan jissarraf f'moduli front-end dejjem aktar kumplessi li jibagħtu s-sinjal lejn u mill-antenna.
Biex ikunu jistgħu joperaw bi frekwenzi mm-wave, il-moduli front-end RF se jkollhom jgħaqqdu veloċità għolja (li jippermettu rati tad-data ta '10Gbps u lil hinn) ma' qawwa għolja tal-ħruġ.Barra minn hekk, l-implimentazzjoni tagħhom f'settijiet tal-idejn mobbli tpoġġi talbiet kbar fuq il-fattur tal-forma u l-effiċjenza tal-enerġija tagħhom.Lil hinn mill-5G, dawn ir-rekwiżiti ma jistgħux jintlaħqu aktar bil-moduli front-end RF l-aktar avvanzati tal-lum li tipikament jiddependu fuq varjetà ta 'teknoloġiji differenti fost l-oħrajn HBTs ibbażati fuq GaAs għall-amplifikaturi tal-qawwa - imkabbra fuq sottostrati GaAs żgħar u għaljin.
"Biex tippermetti l-moduli front-end RF tal-ġenerazzjoni li jmiss lil hinn mill-5G, Imec jesplora t-teknoloġija III-V-on-Si kompatibbli mas-CMOS", tgħid Nadine Collaert, direttur tal-programm f'Imec.“Imec qed tħares lejn il-kointegrazzjoni ta’ komponenti front-end (bħal amplifikaturi tal-enerġija u swiċċijiet) ma’ ċirkwiti oħra bbażati fuq CMOS (bħal ċirkwiti ta’ kontroll jew teknoloġija transceiver), biex tnaqqas l-ispiża u l-fattur tal-forma, u tippermetti topoloġiji ta’ ċirkwiti ibridi ġodda. biex jindirizzaw il-prestazzjoni u l-effiċjenza.Imec qed tesplora żewġ rotot differenti: (1) InP fuq Si, li jimmira mm-wave u frekwenzi 'l fuq minn 100GHz (applikazzjonijiet futuri 6G) u (2) apparati bbażati fuq GaN fuq Si, li jimmiraw (fl-ewwel fażi) il-mm-wave t'isfel. meded u jindirizzaw applikazzjonijiet li jeħtieġu densitajiet ta' qawwa għolja.Għaż-żewġ rotot, issa ksibna l-ewwel apparati funzjonali b’karatteristiċi ta’ prestazzjoni promettenti, u identifikajna modi kif intejbu aktar il-frekwenzi operattivi tagħhom.”
Apparati funzjonali GaAs/InGaP HBT imkabbra fuq 300mm Si intwerew bħala l-ewwel pass lejn l-attivazzjoni ta 'apparat ibbażat fuq InP.Munzell ta 'apparat mingħajr difetti b'densità ta' dislokazzjoni tal-kamin taħt 3x106cm-2 inkiseb bl-użu tal-proċess uniku ta 'inġinerija nano-ridge (NRE) III-V ta' Imec.L-apparati jaħdmu konsiderevolment aħjar minn apparati ta 'referenza, b'GaAs iffabbrikat fuq sottostrati Si b'saffi ta' buffer rilassat tar-razza (SRB).Fi pass li jmiss, se jiġu esplorati apparati bbażati fuq InP b'mobbiltà ogħla (HBT u HEMT).
L-immaġni ta 'hawn fuq turi l-approċċ NRE għall-integrazzjoni ibrida III-V/CMOS fuq 300mm Si: (a) formazzjoni ta' nano-trinka;difetti huma maqbuda fir-reġjun dejqa trinka;(b) Tkabbir tal-munzell HBT bl-użu ta' NRE u (c) għażliet ta' tqassim differenti għall-integrazzjoni tal-apparat HBT.
Barra minn hekk, apparati bbażati fuq GaN/AlGaN kompatibbli CMOS fuq 200mm Si ġew iffabbrikati meta mqabbla tliet arkitetturi ta 'apparat differenti - HEMTs, MOSFETs u MISHEMTs.Intwera li l-apparati MISHEMT jaqbżu t-tipi ta 'apparat l-oħra f'termini ta' skalabbiltà tal-apparat u prestazzjoni tal-istorbju għal tħaddim ta 'frekwenza għolja.L-ogħla frekwenzi ta 'qtugħ ta' fT / fmax madwar 50/40 inkisbu għal tulijiet ta 'gate ta' 300nm, li huwa konformi ma 'apparati GaN-on-SiC irrappurtati.Minbarra aktar skalar tat-tul tal-bieb, l-ewwel riżultati b'AlInN bħala materjal ta 'barriera juru l-potenzjal li tkompli tittejjeb il-prestazzjoni, u għalhekk, tiżdied il-frekwenza operattiva tal-apparat għall-meded ta' mm-wave meħtieġa.
Ħin tal-post: 23-03-21