Imec, awọn Belijiomu iwadi ati imotuntun ibudo, ti gbekalẹ akọkọ iṣẹ GaAs-orisun heterojunction bipolar transistor (HBT) awọn ẹrọ lori 300mm Si, ati CMOS-ibaramu GaN awọn ẹrọ lori 200mm Si fun mm-igbi awọn ohun elo.
Awọn abajade ṣe afihan agbara ti mejeeji III-V-on-Si ati GaN-on-Si gẹgẹbi awọn imọ-ẹrọ ibaramu CMOS fun ṣiṣe awọn modulu iwaju-RF RF fun awọn ohun elo 5G ti o kọja.Wọn gbekalẹ ni apejọ IEDM ti ọdun to kọja (Dec 2019, San Francisco) ati pe yoo jẹ ifihan ninu igbejade bọtini kan ti Imec's Michael Peeters nipa ibaraẹnisọrọ alabara kọja igbohunsafefe ni IEEE CCNC (10-13 Jan 2020, Las Vegas).
Ni ibaraẹnisọrọ alailowaya, pẹlu 5G gẹgẹbi iran ti nbọ, titari wa si ọna awọn igbohunsafẹfẹ ṣiṣe ti o ga julọ, gbigbe lati awọn ẹgbẹ iha-6GHz ti o ni idinamọ si ọna awọn ẹgbẹ igbi-mm (ati kọja).Iṣafihan awọn ẹgbẹ igbi-mm wọnyi ni ipa pataki lori awọn amayederun nẹtiwọọki 5G gbogbogbo ati awọn ẹrọ alagbeka.Fun awọn iṣẹ alagbeka ati Wiwọle Alailowaya Ti o wa titi (FWA), eyi tumọ si awọn modulu iwaju-ipin eka ti o pọ si ti o firanṣẹ ifihan agbara si ati lati eriali.
Lati ni anfani lati ṣiṣẹ ni awọn igbohunsafẹfẹ mm-igbi, awọn modulu iwaju iwaju RF yoo ni lati darapo iyara giga (mu awọn oṣuwọn data ti 10Gbps ati kọja) pẹlu agbara iṣelọpọ giga.Ni afikun, imuse wọn ni awọn imudani alagbeka fi awọn ibeere giga sori ifosiwewe fọọmu wọn ati ṣiṣe agbara.Ni ikọja 5G, awọn ibeere wọnyi ko le ṣe aṣeyọri pẹlu awọn modulu iwaju iwaju RF ti ilọsiwaju julọ ti ode oni ti o gbẹkẹle ọpọlọpọ awọn imọ-ẹrọ oriṣiriṣi laarin awọn miiran HBT ti o da lori GaAs fun awọn ampilifaya agbara - ti o dagba lori awọn sobusitireti GaAs kekere ati gbowolori.
"Lati jẹ ki awọn modulu iwaju iwaju RF ti o tẹle lẹhin 5G, Imec ṣawari imọ-ẹrọ CMOS-ibaramu III-V-on-Si", sọ Nadine Collaert, oludari eto ni Imec."Imec n wo inu iṣọpọ ti awọn paati iwaju-ipari (gẹgẹbi awọn amplifiers agbara ati awọn iyipada) pẹlu awọn iyika ti o da lori CMOS miiran (gẹgẹbi iṣakoso iṣakoso tabi imọ-ẹrọ transceiver), lati dinku idiyele ati ifosiwewe fọọmu, ati muu ṣiṣẹ awọn topologies iyika arabara tuntun. lati koju iṣẹ ati ṣiṣe.Imec n ṣawari awọn ipa-ọna oriṣiriṣi meji: (1) InP lori Si, fojusi mm-igbi ati awọn igbohunsafẹfẹ loke 100GHz (awọn ohun elo 6G ojo iwaju) ati (2) awọn ẹrọ orisun GaN lori Si, ifọkansi (ni ipele akọkọ) isalẹ-igbi mm awọn ẹgbẹ ati awọn ohun elo adirẹsi ti o nilo awọn iwuwo agbara giga.Fun awọn ipa-ọna mejeeji, a ti gba awọn ẹrọ iṣẹ ṣiṣe akọkọ pẹlu awọn abuda iṣẹ ṣiṣe ti o ni ileri, ati pe a ṣe idanimọ awọn ọna lati mu ilọsiwaju awọn igbohunsafẹfẹ iṣẹ wọn siwaju. ”
Awọn ẹrọ GaAs/InGaP HBT iṣẹ ṣiṣe ti o dagba lori 300mm Si ti ṣe afihan bi igbesẹ akọkọ si imuṣiṣẹ ti awọn ẹrọ orisun InP.Akopọ ẹrọ ti ko ni abawọn pẹlu iwuwo dislocation didimu ni isalẹ 3x106cm-2 ni a gba nipasẹ lilo ilana alailẹgbẹ III-V nano-ridge engineering (NRE) Imec.Awọn ẹrọ naa ṣe dara ni riro ju awọn ẹrọ itọkasi lọ, pẹlu GaAs ti a ṣe lori awọn sobusitireti Si pẹlu awọn ipele ifasilẹ igara (SRB).Ni igbesẹ ti nbọ, awọn ẹrọ orisun InP ti o ga julọ (HBT ati HEMT) yoo ṣawari.
Aworan ti o wa loke fihan ọna NRE fun idapọ III-V / CMOS arabara lori 300mm Si: (a) nano-trench formation;awọn abawọn ti wa ni idẹkùn ni agbegbe trench dín;(b) Idagba akopọ HBT nipa lilo NRE ati (c) awọn aṣayan ifilelẹ oriṣiriṣi fun iṣọpọ ẹrọ HBT.
Pẹlupẹlu, awọn ohun elo GaN / AlGaN ti o ni ibamu pẹlu CMOS lori 200mm Si ti jẹ iṣelọpọ ti o ṣe afiwe awọn ọna ṣiṣe ẹrọ oriṣiriṣi mẹta - HEMTs, MOSFETs ati MISHEMTs.A fihan pe awọn ẹrọ MISHEMT ṣe ju awọn iru ẹrọ miiran lọ ni awọn ofin ti iwọn ẹrọ ati iṣẹ ariwo fun iṣẹ-igbohunsafẹfẹ giga.Awọn igbohunsafẹfẹ gige gige ti o ga julọ ti fT/fmax ni ayika 50/40 ni a gba fun awọn ipari ẹnu-ọna 300nm, eyiti o wa ni ila pẹlu awọn ẹrọ GaN-on-SiC ti o royin.Yato si wiwọn gigun ẹnu-ọna siwaju, awọn abajade akọkọ pẹlu AlInN gẹgẹbi ohun elo idena fihan agbara lati mu ilọsiwaju sii siwaju sii, ati nitorinaa, mu iwọn igbohunsafẹfẹ ẹrọ pọ si awọn ẹgbẹ igbi-mm ti o nilo.
Akoko ifiweranṣẹ: 23-03-21