Tha Imec, mòr-ionad rannsachaidh is ùr-ghnàthachaidh na Beilge, air a’ chiad innealan gnìomh heterojunction bipolar transistor (HBT) stèidhichte air GaAs a thaisbeanadh air 300mm Si, agus innealan stèidhichte air GaN a tha co-chosmhail ri CMOS air 200mm Si airson tagraidhean tonn mm.
Tha na toraidhean a’ sealltainn comas an dà chuid III-V-on-Si agus GaN-on-Si mar theicneòlasan a tha co-chosmhail ri CMOS airson modalan aghaidh RF a chomasachadh airson nas fhaide na tagraidhean 5G.Chaidh an toirt seachad aig co-labhairt IEDM an-uiridh (Dùbhlachd 2019, San Francisco) agus bidh iad rim faicinn ann am prìomh thaisbeanadh de Michael Peeters aig Imec mu chonaltradh luchd-cleachdaidh taobh a-muigh bann-leathann aig IEEE CCNC (10-13 Faoilleach 2020, Las Vegas).
Ann an conaltradh gun uèir, le 5G mar an ath ghinealach, tha putadh a dh’ ionnsaigh triceadan obrachaidh nas àirde, a’ gluasad bho na bannan fo-6GHz dùmhail gu bannan tonn mm (agus nas fhaide air falbh).Tha toirt a-steach nam bannan tonn mm sin a’ toirt buaidh mhòr air bun-structar lìonra 5G iomlan agus na h-innealan gluasadach.Airson seirbheisean gluasadach agus Ruigsinneachd gun uèir Stèidhichte (FWA), tha seo ag eadar-theangachadh gu modalan aghaidh a tha a’ sìor fhàs iom-fhillte a chuireas an comharra gu agus bhon antenna.
Gus a bhith comasach air obrachadh aig tricead tonn mm, feumaidh na modalan aghaidh RF astar àrd a chur còmhla (a ’comasachadh ìrean dàta de 10Gbps agus nas fhaide air falbh) le cumhachd toraidh àrd.A bharrachd air an sin, tha am buileachadh ann an innealan-làimhe gluasadach a’ cur iarrtasan mòra air am factar cruth agus èifeachdas cumhachd.Seachad air 5G, chan urrainnear na riatanasan sin a choileanadh tuilleadh leis na modalan aghaidh RF as adhartaiche an-diugh a bhios mar as trice an urra ri measgachadh de theicneòlasan eadar-dhealaichte am measg feadhainn eile HBTn stèidhichte air GaAs airson na h-innealan leudachaidh cumhachd - air fàs air substrates GaAs beaga agus daor.
“Gus modalan deireadh-aghaidh RF an ath ghinealach a chomasachadh taobh a-muigh 5G, bidh Imec a’ sgrùdadh teicneòlas III-V-on-Si a tha co-chosmhail ri CMOS", arsa Nadine Collaert, stiùiriche prògram aig Imec.“Tha Imec a’ coimhead a-steach do cho-aonachadh de cho-phàirtean aghaidh (leithid amplifiers cumhachd agus suidsichean) le cuairtean eile stèidhichte air CMOS (leithid cuairteachadh smachd no teicneòlas transceiver), gus cosgais agus factar cruth a lughdachadh, agus comasachadh topologies cuairteachaidh tar-chinealach ùra. gus dèiligeadh ri coileanadh agus èifeachdas.Tha Imec a’ sgrùdadh dà shlighe eadar-dhealaichte: (1) InP air Si, ag amas air tonn mm agus tricead os cionn 100GHz (iarrtasan 6G san àm ri teachd) agus (2) innealan stèidhichte air GaN air Si, ag amas (anns a’ chiad ìre) an tonn mm as ìsle. còmhlain agus a’ dèiligeadh ri tagraidhean a tha feumach air dùmhlachdan cumhachd àrd.Airson an dà shlighe, tha sinn a-nis air ciad innealan gnìomh fhaighinn le feartan coileanaidh gealltanach, agus chomharraich sinn dòighean air na triceadan obrachaidh aca a leasachadh tuilleadh.”
Chaidh innealan gnìomh GaAs / InGaP HBT fhàs air 300mm Si a dhearbhadh mar a’ chiad cheum a dh’ ionnsaigh comasachadh innealan stèidhichte air InP.Chaidh stac inneal gun uireasbhaidhean le dùmhlachd gluasad snàithlean nas ìsle na 3x106cm-2 fhaighinn le bhith a’ cleachdadh pròiseas innleadaireachd nano-druim III-V sònraichte Imec (NRE).Bidh na h-innealan a’ coileanadh gu math nas fheàrr na innealan iomraidh, le GaAs air an dèanamh air substrates Si le sreathan bufair socair (SRB).Anns an ath cheum, thèid innealan stèidhichte air gluasad nas àirde InP (HBT agus HEMT) a sgrùdadh.
Tha an ìomhaigh gu h-àrd a’ sealltainn dòigh-obrach NRE airson amalachadh tar-chinealach III-V/CMOS air 300mm Si: (a) cruthachadh nano-trench;tha uireasbhaidhean glaiste ann an sgìre cumhang trench;(b) Fàs cruachan HBT a’ cleachdadh NRE agus (c) diofar roghainnean cruth airson amalachadh innealan HBT.
A bharrachd air an sin, chaidh innealan stèidhichte air GaN / AlGaN a tha co-chosmhail ri CMOS air 200mm Si a dhèanamh a’ dèanamh coimeas eadar trì ailtireachd innealan eadar-dhealaichte - HEMTn, MOSFETs agus MISHEMTs.Chaidh a shealltainn gu bheil innealan MISHEMT a’ coileanadh nas fheàrr na seòrsaichean innealan eile a thaobh scalability inneal agus coileanadh fuaim airson obrachadh àrd-tricead.Chaidh triceadan gearraidh as àirde de fT / fmax timcheall air 50/40 fhaighinn airson faid geata 300nm, a tha a rèir innealan GaN-on-SiC a chaidh aithris.A bharrachd air tuilleadh sgèileadh fad geata, tha a’ chiad thoraidhean le AlInN mar stuth bacaidh a’ sealltainn gu bheil comas ann tuilleadh leasachaidh a dhèanamh air coileanadh, agus mar sin, tricead obrachaidh an inneil àrdachadh gu na bannan tonn mm a tha a dhìth.
Ùine puist: 23-03-21